浅论基于地基承载力设计的地基稳定性的可靠性分析

地基稳定性是地基设计中必须考虑的一个控制因素。本文在按地基承载力设计的基础上,采用普朗特尔极限承载力公式和魏锡克极限承载力公式,并结合概率统计理论对地基稳定性进行了可靠性分析,分析中土的内聚力C、内摩擦角ψ及土的容重γ皆为随机变量且服从正态分布规律,由此得出了地基稳定的可靠性指标和失效概率,定量分析了地基稳定的可靠度。     

储罐下碎石桩复合地基工作性状的数值分析

基于FLAC3D软件的弹塑性有限差分分析,提出了大型储罐下碎石桩复合地基空间变刚度调平设计方法,可使复合地基的不均匀沉降得到有效控制。同时,研究了垫层模量对碎石桩复合地基桩土应力比及桩体与桩周土间差异沉降的影响。研究表明,随垫层模量的增大,桩土应力比增大,而桩体与桩周土间的差异沉降减小。并揭示了碎石桩复合地基桩与桩间土竖向变形的相对关系:桩顶附近桩的沉降稍小于土的沉降,桩底附近桩的沉降稍大于土的沉降,桩体大部分范围内,桩、土等沉。     

碎石桩复合地基承载及变形性状研究

为探讨碎石桩复合地基的承载力、加固区压缩量与桩周土塑性区展开半径的关系,在基于碎石桩与桩周土的竖向位移相等、侧向变形协调与连续的条件下,利用弹塑性理论对碎石桩复合地基的承载及变形性状进行了分析研究,推导出了作用在复合地基上的荷载、碎石桩所分担的荷载及加固区压缩量与桩周土塑性区半径的关系的系列解析算式.算例表明,作用在复合地基上的荷载、碎石桩所分担的荷载及加固区压缩量与桩周土塑性区半径的关系几乎是线性的.为验证本文方法的可行性,将模型试验的结果与计算结果进行了对比.对比表明:加固区压缩量的计算结果与实测结果的相对误差未超过5%.     

灰色斜率关联模型在堤防岸坡稳定影响因素分析中的应用

在分析影响堤防岸坡稳定性的因素的基础上,利用灰色系统理论的灰色斜率关联模型,对这些影响因素进行了量化分析,确定了影响堤防岸坡稳定性的优势因子是坡比、粘聚力和内摩擦角。     

多元复合地基桩土应力比分析

从单桩与桩间土的荷载-沉降曲线出发,采用荷载-沉降的双曲线模型,给出了多元复合地基桩土应力比的解析解。分析表明,桩土应力比随荷载的变化形式有3种,具体的变化形式与桩、桩间土的初始切向压缩模量和极限承载强度有关。实例计算表明,所得解析解与实测桩土应力比值基本吻合。     

基于统一强度理论考虑拉压模量不同散体材料桩承载力计算

考虑岩土类材料拉压模量不同和应变线性软化特性,运用空间轴对称的统一强度理论分析了柱形孔扩张问题,推导出了圆孔扩张问题的应力场、位移场及最终扩张压力的统一解表达式,并在此基础上推导出了散体材料桩极限承载力计算公式.将该公式应用于某高速公路碎石桩复合地基中碎石桩极限承载力的计算,计算值与试验值吻合良好.最后,分析了不同拉压模量比、软化特性参数及其他计算参数对计算结果的影响.分析结果表明,采用传统弹性理论,不考虑拉压模量不同及应变软化的方法来计算会带来较大的误差.     

增湿过程中结构性黄土强度对抗滑桩间距的影响

【目的】探讨增湿、扰动作用下结构性参数降低对土性参数和抗滑桩间距的影响。【方法】通过单轴压缩试验,分析初始结构性参数随含水率变化的规律以及构度指标变化对结构性土黏聚力和内摩擦角的影响。在抗滑桩拱端的土拱效应中,通过静力平衡方程建立拱间距与黏聚力的关系,并将构度指标对黏聚力的影响引入公式,从而分析构度指标变化对土拱间距的影响。【结果】构度指标随含水率的增大而减小,构度指标减弱导致黏聚力明显降低而内摩擦角变化较小,在增湿过程中将构度指标引入抗滑桩间距计算公式,其变化直接影响到抗滑桩间距的大小。【结论】构度指标是影响抗滑桩间距大小的最主要因素之一,在抗滑桩设计中引入结构性参数这一指标,为合理确定抗滑桩间距提供了一种新的方法和理论。     

静压桩动端阻力与桩端角的关联性分析

基于迈耶霍夫极限承载力理论和Vesic、Terzaghi、Biarez假定的土体滑动模式,推导了静压桩动端阻力的计算表达式。结果表明:3种滑动模式的动端阻力均与桩端夹角有关;进行了30°、45°、60°和180°4种桩端角的算例分析,得到了沉桩动端阻力随桩端夹角的增大而增大,桩端角越小端阻力增加幅度越小的结论;探讨了桩端土体的运动方向和土颗粒位移模式,桩端角越小桩端土体发生径向略偏向上运动,土颗粒的竖向位移小,有利于静压桩的贯入。     

聚苯乙烯（EPS）颗粒混合轻量土的动强度参数研究

【目的】探讨水泥用量、聚苯乙烯(Expanded Polystyrene,EPS)颗粒用量和振动次数对EPS颗粒混合轻量土动强度参数的影响,分析EPS颗粒混合轻量土的动强度参数特性,为EPS颗粒混合轻量土的推广使用提供参考。【方法】通过室内动三轴试验,以黄土作为原料土,在EPS颗粒用量为1.4,3.1,5.4,8.6,13.1,20.1 g/kg,水泥用量为100,150,200 g/kg的条件下制备不同原料用量EPS颗粒混合轻量土,设定固结应力为50,100,150和200 kPa,固结应力比K_c=1.0,振动次数为10,20,30,40,50,60,70,80,90和100,通过莫尔应力圆计算土体的总应力参数,采用5.0%压应变作为破坏标准选取相应的动强度,并分析水泥用量、EPS颗粒用量及振动次数对EPS颗粒混合轻量土动强度参数的影响。【结果】当固结应力比K_c=1.0时,不同原料用量EPS颗粒混合轻量土的动强度包络线均不经过原点,且在剪应力轴存在一定的截距。当水泥用量一定时,随着EPS颗粒用量的增大,EPS颗粒混合轻量土的动黏聚力和动内摩擦角均有所减小,其中当振动次数为20,EPS颗粒含量由1.4 g/kg增大到20.1 g/kg时,动黏聚力减少43.39%,动内摩擦角减少并趋于0。当EPS颗粒用量一定时,随着水泥用量的增大,EPS颗粒混合轻量土的动黏聚力和动内摩擦角均呈增大趋势,其中当振动次数为20,水泥用量由100 g/kg增大到200 g/kg时,动黏聚力增大了54.07%,动内摩擦角增大了140.95%。【结论】水泥用量和EPS颗粒用量对EPS颗粒混合轻量土的动强度参数均有较大的影响,振动次数对动黏聚力影响较大而对动内摩擦角影响甚微,在分析土体稳定性时应充分考虑以上因素的影响。     

考虑径向非匀质性的层状地基中摩擦桩动力阻抗研究

采用考虑了桩周土的非匀质性的Novak薄层法计算桩土相互作用的方法,对考虑径向非匀质性的层状地基中摩擦桩竖向动力阻抗的简化计算方法进行了研究,得到了相应的计算公式.并分析了桩周土非匀质性、泊松比、频率等因素对单桩竖向动力阻抗的影响.分析结果表明:非匀质区刚度与匀质区刚度比对单桩竖向动力阻抗基本无影响,泊松比、非匀质区大小则有较大影响.     

基于尖点突变理论的摩擦桩竖向承载力分析

摩擦桩的竖向承载力主要由桩侧摩阻力来承担。将尖点突变理论引入摩擦桩竖向极限承载力的计算中,推导出了摩擦桩单桩竖向极限承载力的计算公式,用静载荷试验验证后,计算结果偏小,用于工程实践偏于安全。这可能是由于土体本身力学性质比较复杂、桩土共同作用机理难以描述,同时参数的选择也较难把握。     

可溶性盐浓度对土的抗剪强度指标影响的研究

本文通过对人工制备的不同盐浓度的盐渍土的抗剪强度及其指标进行研究发现:随着土样中可溶性盐浓度的增加,土的粘聚力约呈线性下降的趋势,内摩擦角近似呈线性上升趋势.土样中的可溶性盐浓度在不同范围内变化时,其抗剪强度的变化趋势分别由粘聚力或内摩擦角决定.土祥的可溶性盐浓度与土样的抗剪强度、粘聚力、内摩擦角之间存在非常强的函数关系.     

Soil shear properties as infl uenced by straw content:An evaluation of field-collected and laboratory-remolded soils

Following a rice or wheat harvest, a large amount of crop residue(straw) is retained in fields. The straw is often incorporated into the soil in order to increase the soil organic carbon storage and to reduce soil erosion. However, it has become apparent that the incorporated straw can significantly alter soil shear properties, which can dramatically affect energy inputs for tilling and other soil management practices. In this study, laboratory-remolded wheat straw-soil samples were compared with field-collected straw-soil samples; we found high correlations for the cohesion(R~2=0.9084) and internal friction angle(R~2=0.9548) properties of the samples. Shear tests on rice and wheat straw with different moisture content levels clearly demonstrated the relatively higher shear strength of wheat straw compared to rice straw. The cohesion of remolded rice and wheat straw-soil samples exhibited an increasing linear trend with an increase in densities, whereas the internal friction angle data for these samples exhibited a quadratic trend. Overlapping the cohesion curves revealed that the wheat straw-soil and rice straw-soil samples had the same cohesion at a straw density of 0.63%. Similar results were obtained when the internal fraction angle curves overlapped; the resultant point of intersection was observed at a straw density of 0.46%. As a whole, the remolded sample methodology was found suitable to simulate the shear properties of soils sampled directly from fields.     

The "soil" of Mars (viking 1)

The location of the Viking 1 lander is most ideal for the study of soil properties because it has one footpad in soft material and one on hard material. As each soil sample was acquired, information on soil properties was obtained. Although analysis is still under way, early results on bulk density, particle size, angle of internal friction, cohesion, adhesion, and penetration resistance of the soil of Mars are presented.     

冻融对粉质黏土强度指标的影响

依托同三高速公路扩建工程方正—哈尔滨段加宽一侧粉质黏土路基,采用室内三轴试验方法,研究了不同压实度、不同含水率下不同冻融次数后土体强度指标的变化规律。试验结果表明粉质黏土冻融后强度指标发生规律性变化:土的黏聚力损失随着冻融次数增多而增大,同一压实度下含水率高的土体黏聚力损失幅度较大;土的内摩擦角随着冻融次数的增多有逐渐增长的趋势,但增长幅度较小。运用Matlab对试验数据进行回归分析,建立了同一压实度下粉质黏土黏聚力、内摩擦角与含水率和冻融次数的回归方程。该方程能够直观模拟冻融对粉质黏土强度指标的影响规律,计算结果与实测结果吻合良好,可用于冻融后粉质黏土黏聚力和内摩擦角的计算。     

冻融作用对草甸土物理力学性质的影响

以与棕壤土穿插分布的草甸土为研究对象,采用室内冻融循环试验得出不同冻融循环次数与土壤含水率条件下草甸土容重、孔隙度、渗透性以及抗剪强度等物理力学性质的变化规律。结果表明:随冻融循环次数的增加,土壤容重、粘聚力先减小后增大,之后趋于稳定,内摩擦角略有增大;而孔隙度、渗透系数则先增大后减小,之后趋于稳定,当循环次数在1～5次之间,孔隙度、渗透系数增大较明显,但增大幅度减小;在相同冻融循环周期条件下,随含水率的增大,土壤容重、土壤孔隙度、土壤渗透系数、土壤粘聚力和内摩擦角均呈现出减小的特征。     

三七种子的物理机械特性试验

测定了不同含水率的三七种子的三轴尺寸、密度、内摩擦角、休止角以及与不同材料间的静、动滑动摩擦角和漂浮速度。结果表明:三七种子长、宽、高范围分别为5.2~7.2 mm、4.8~6.8 mm和4.0~6.0 mm;平均直径为5.62 mm,球度为90.86%,近似球体;三七种子的密度随含水率的下降逐渐减小,且与含水率呈线性相关;种子内摩擦角、休止角、滑动摩擦角皆随含水率下降呈先减小,再增大,后减小的趋势;种子平均漂浮速度为5.77~8.96m/s,平均漂浮速度与种子含水率呈正相关。     

现浇大直径薄壁筒桩在滩涂软基处理中的应用

以某沿海滩涂淤泥软土地基处理项目为例,介绍了现浇大直径薄壁筒桩复合地基的设计方案、施工工艺及质量检测结果。研究表明,现浇大直径薄壁筒桩复合地基具有施工方便、可靠性高、承载性状好等优点,是处理滩涂软基的有效手段。     

两种密度棉花秸秆草砖在不同受压方式下的力学性能试验研究

采用微机控制电子万能试验机对密度分别为187．5 kg/m3和250．0 kg/m3的棉花秸秆草砖进行横压、侧压和竖压,并通过荷载与位移的关系曲线,得到应力与应变的发展趋势,研究棉秆草砖的承载力、极限抗压强度和弹性模量变化.结果表明,在同尺寸同密度的条件下棉花秸秆草砖的力学性能与其压缩方式有关,竖压方式下棉花秸秆草砖的承载力较大,其中在失效点处竖压的极限抗压强度和弹性模量的数值最大;在密度不同时,高密度草砖的承载力、极限抗压强度和弹性模量均大于低密度草砖.