摘要：基于扰动状态概念理论,考虑砂土密实度对扰动函数的影响,建立混凝土桩-砂土接触面荷载传递模型。用混凝土板表征桩侧粗糙度效应,采用大型直剪仪开展不同密实度的砂土-混凝土桩接触面力学行为的试验模拟,研究砂土密实度对混凝土桩-砂土接触面的力学特性的影响规律,分析接触面模型初始剪切系数、模型扰动参数(A和Z)对桩-砂土接触面荷载传递模型的作用机制。研究结果表明:1)混凝土桩-砂土接触面易呈现应变软化,在低法向应力条件下,混凝土桩-密砂接触面的应变软化程度最大。2)模型扰动参数Z在数值上近似等于孔隙比。模型扰动参数A越大,砂土与混凝土桩接触面的软化显著程度越大。参数A随着密实度增大而增大。随着法向应力增大,密砂的扰动参数A呈近似线性衰减,松砂和中密砂的扰动参数A近似呈双折线衰减。3)初始剪切系数k_s随着法向应力增大而增大,密实度越大,增速越快。4)基于扰动状态概念的桩-砂土接触面荷载传递模型可靠、参数的物理意义明确且易确定,能很好地表征桩-砂土接触面的应变软化及硬化等力学特征。

摘要：接触面剪切带的细观变形特征是研究结构物与土体相互作用的核心问题。为探明砂土-混凝土接触面剪切带变形特征,利用大型直剪仪开展砂土-混凝土接触面直剪试验,采用灌砂变形标记法实测砂土变形,依据标记线剪应变沿竖向的变化特征对砂土变形区域进行划分。在此基础上,研究粗糙度、法向应力和密实度对砂土-混凝土接触面剪切带细观变形特征的影响规律。研究结果表明:1)砂土可分为非剪切区、过渡区和应变集中区,应变集中区仅存在剪切面之上。2)规则型接触面的上剪切带厚度均值为33D_(50),远大于下剪切带9D_(50)和“光滑”接触面剪切带厚度20.4D_(50)。3)密实度对剪切带及其过渡区厚度的影响微弱,而粗糙度对其影响显著;法向应力、密实度对应变集中区厚度影响有限,应变集中区厚度随粗糙度的增大近似线性增大;应变集中区长度随粗糙度的增大先增大后减小,随密实度的增大近似线性增大,随法向应力增大而减小。4)随剪切位移增大,上剪切带厚度不断增大而下剪切带厚度先增大后保持基本不变,应变集中区的长度增大,但剪切位移对应变集中区厚度的影响有限。5)获得归一化剪切带厚度取值h_(t)/D_(50)与D_(50)的关系,在有限元模拟规则型结构与砂土的相互作用时,建议砂土体细化网格单元的范围不小于最大剪切带厚度37D_(50)。研究成果深化了砂土-规则型接触面剪切带变形特征的认识,可为大粗糙度、带肋桩的承载变形特性的精细化有限元模拟分析提供重要参考和依据。

摘要：浅埋土洞加筋路基受力机理十分复杂,为探究其变形和受力情况,将路面结构和土工格室简化为考虑抗弯刚度的有限长梁,路堤填土和路基土分别采用Kerr模型和Pasternak模型模拟,构建双梁模型,求解双梁竖向变形解析解。分别采用浅埋土洞加筋路基数值模拟结果与无土洞加筋路基室内试验结果验证双梁模型解析结果的有效性,并基于解析结果分析了深宽比、土工格室抗弯刚度和路基土弹性模量对双梁竖向变形、弯矩和剪力的影响。结果表明:深宽比和路基弹性模量对浅埋土洞加筋路基土洞区域的受力与变形有显著影响,而土工格室抗弯刚度的影响能力与路基弹性模量有关,土洞宽度决定路面结构和土工格室的剪力分布特点。

摘要：为探究桩侧粗糙度对单桩承载变形特性的影响规律,自主研发了多功能桩基静动力模型试验系统,构建了光滑、随机型及带肋规则型桩侧界面的模型单桩,通过3D形态扫描计算获得了桩侧表面粗糙度Rn,基于此开展了饱和砂土中单桩静载模型试验。试验结果表明:(1)粗糙度越大,单桩极限承载力和桩的割线刚度越大,桩顶沉降及其卸载回弹量越小,带肋桩能够有效提高桩基承载力并控制桩顶变形。(2)粗糙度越大,桩侧阻力越大,桩端附近侧阻力的强化效应越明显,桩侧阻力的分布模式随桩顶荷载增大由“单驼峰”到“锥顶柱”再至“斜坡”依次演变。(3)β值(β法中参数)随桩侧粗糙度的增大而增加,随深度增加而衰减。带肋桩的极限侧阻力及β值远大于砂纸和光滑桩,揭示了埋深和粗糙度对β值影响规律的机制。(4)桩侧粗糙度会影响砂土地基中桩端荷载传递函数类型,光滑桩、砂纸桩桩端荷载传递函数呈双曲线型,带肋桩呈直线型。上述研究结果对深刻认识桩侧粗糙度对单桩承载变形特性影响规律和机制具有重要参考价值。

摘要：孔压静力触探(piezocone penetration test,简称CPTU)常被应用于土层划分、土体分类,其各种土体分类方法有一定的适用性和局限性。引用两组实际工程案例,对5种常用的基于CPTU的土体分类图进行了分析比较。分析表明,已有分类图虽然能够区分黏性土和无黏性土,但对于粉质黏土、粉土和粉砂之间的判别均存在较大误差,且多数分类图采用过渡带分类,导致分类结果的准确性偏低。基于Robertson土类指数分类图,根据实际CPTU测试数据分类结果,对土类指数I_(c)进行了修正,将其同心圆模型修正为平行线模型,由此提出一种基于CPTU的修正土类指数土体分类方法。根据对实测数据的应用表明,提出的修正土类指数土体分类方法可以更好地满足土体分类,且能够满足粉质黏土、粉土和粉砂之间的判别。

摘要：目前基坑开挖对邻近既有隧道的影响主要集中于隧道变形及应力的变化,对于紧邻隧道条件下基坑开挖的破坏模式以及机理仍缺乏较深入的理解。研究了不同隧道埋深、不同隧道与地连墙水平间距和不同地连墙埋置深度下,在紧邻隧道情况下基坑不同计算步的破坏模式,分析了变形破坏机理及易发生破坏的开挖步。研究结果表明,潜在破坏面可分为3种形式:直线形破坏面、圆弧形破坏面、U形破坏面;随着基坑的开挖以及内支撑的建设,剪切带逐渐变为绕地连墙墙趾的深层剪切带,与隧道的交叉部分从右侧肩部逐渐向下转移到右侧腰部或右下侧近腰部;基坑破坏易发生在开挖后未设置内支撑及开挖至坑底后设置内支撑的情况下。

摘要：我国沿海地区广泛分布深厚软土,其软土地基水平抗力系数的比例系数m值的合理取值直接影响桩基设计的经济性和桥梁等上部结构的安全性。为了解决软土m值取值的合理性问题,采用单向多循环加载法和慢速维持荷载法分别对深厚软土地区4根单桩进行水平静荷载试验,开展单桩的水平承载变形特性和m值取值研究。研究结果表明:相比于单向多循环加载法,慢速维持荷载法呈现的弹塑性分界点(拐点)更明显,对应的水平位移大,获得的淤泥质黏土m值小。桩在地面处位移超过6.5 mm(慢速维持荷载法)和5 mm(单向多循环加载法)时,桩侧淤泥质黏土进入弹塑性阶段。单桩水平临界荷载和极限水平承载力分别为189 kN和253 kN。淤泥质黏土的m值随水平位移的增大而呈幂函数衰减。在同一荷载等级下,m值随循环次数增加呈线性衰减,相比第1次循环,第5次循环m值的折减系数均值为0.84,荷载条件对循环折减系数影响有限。试验获得淤泥质黏土层m值的标准值为6226 kN/m4,大于铁路和公路规范中m值的上限值,为下限值的2.08倍。研究提出了宁波淤泥质黏土及与其物理状态和力学指标相近的软土m取值建议。研究成果可为m的合理取值和深厚软土地区桩基的优化设计与安全评估提供重要参考和依据。