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不同加载速率及地基处理方式对软土地基稳定性数值分析

发布时间:2019-07-13 21:33
【摘要】:公路建设过程中常遇到软土地基,而软土地基的稳定性直接决定了公路的安全性。结合实际工程,开展不同加载速率和地基处理方式对软土地基变形的影响的研究,结果表明:地基变形速率大不一定代表地基土体处于危险状态,地基变形速率小也不一定代表土体整体稳定安全,简单的通过地基变形速率对地基稳定性进行判断并不合理,需要综合考虑多种因素进行判断;不同的加载速率对软土地基的变形速率有着显著影响,等速加载和不等速加载方式不宜采用相同变形速率控制指标,在实际工程中应综合考虑土体特性及工程情况进行分析;不同的地基处理方式对软土地基的稳定性有重要影响,地基的排水性能好,能显著提升软土地基的稳定性;排水地基和不排水地基的稳定性也不宜采用单一的变形速率控制指标进行评定。研究成果可以为软土地基堆载工程监测提供科学依据。
文内图片:有限元分析模型
图片说明: 公路工程42卷图1有限元分析模型Figure1Finiteelementanalysismodel2不同加载速率对软土地基稳定性影响现阶段,工程中经常采用等速较慢、等速较快和不等速3种加载模式,为更好的模拟工程现状,数值计算中亦分别采用这三种加载模式进行加载。其中,等速较慢(工况一)的加载速率为0.25m/d,等速较快(工况二)的加载速率为0.5m/d,不等速加载(工况三)开始加载速率为1.0m/d,而后改为低速0.25m/d进行加载。对上述三种加载工况进行数值计算,并提取三种不同加载速率下的地基沉降变化曲线和沉降速率变化曲线,见图2和图3所示。从图2可以看出:三种工况下的极限土体堆高均在5.0m左右,不同加载速率下,相同堆积高度下地基土体的沉降变化量差距很校从图3可以看出:3种工况下,加载速率对地基土体沉降速率影响很大。等速加载两种工况下,在土体发生失稳破坏前沉降速率没有大的波动,随着荷载的增加,地基土体沉降速率表现为缓慢增长,土体内部应力水平增加,宏观表现为整体稳定安全度降低,当土体图2不同加载速率下地基沉降变化曲线Figure2Variationcurvesofgroundsettlement图3不同加载速率下沉降速率变化曲线Figure3Curvesofsettlementrateunderdifferentloadingrates达到极限破坏状态时,沉降速率发生突变,土体发生破坏。不等速加载工况下,加载速率的变化对土体沉降速率影响显著,虽然在土体稳定性安全度高,但由于加载速率大,沉降速率也大,后期随着加载速率的减小,土体沉降速率下降明显;达到土体极限破坏状态时,随着进一步的加载,土体发生破坏;沉降速率变化会出现先快后慢的反常情况。可见,地基变形速率大不一定代表地基土体处于危险状态,地基变形速率小也不一定代表土体整体稳定安全,简单的通过地基变形速率对地基
文内图片:不同加载速率下地基沉降变化曲线
图片说明: 公路工程42卷图1有限元分析模型Figure1Finiteelementanalysismodel2不同加载速率对软土地基稳定性影响现阶段,工程中经常采用等速较慢、等速较快和不等速3种加载模式,为更好的模拟工程现状,数值计算中亦分别采用这三种加载模式进行加载。其中,等速较慢(工况一)的加载速率为0.25m/d,等速较快(工况二)的加载速率为0.5m/d,不等速加载(工况三)开始加载速率为1.0m/d,而后改为低速0.25m/d进行加载。对上述三种加载工况进行数值计算,并提取三种不同加载速率下的地基沉降变化曲线和沉降速率变化曲线,见图2和图3所示。从图2可以看出:三种工况下的极限土体堆高均在5.0m左右,不同加载速率下,相同堆积高度下地基土体的沉降变化量差距很校从图3可以看出:3种工况下,,加载速率对地基土体沉降速率影响很大。等速加载两种工况下,在土体发生失稳破坏前沉降速率没有大的波动,随着荷载的增加,地基土体沉降速率表现为缓慢增长,土体内部应力水平增加,宏观表现为整体稳定安全度降低,当土体图2不同加载速率下地基沉降变化曲线Figure2Variationcurvesofgroundsettlement图3不同加载速率下沉降速率变化曲线Figure3Curvesofsettlementrateunderdifferentloadingrates达到极限破坏状态时,沉降速率发生突变,土体发生破坏。不等速加载工况下,加载速率的变化对土体沉降速率影响显著,虽然在土体稳定性安全度高,但由于加载速率大,沉降速率也大,后期随着加载速率的减小,土体沉降速率下降明显;达到土体极限破坏状态时,随着进一步的加载,土体发生破坏;沉降速率变化会出现先快后慢的反常情况。可见,地基变形速率大不一定代表地基土体处于危险状态,地基变形速率小也不一定代表土体整体稳定安全,简单的通过地基变形速率对地基
【作者单位】: 郑州升达经贸管理学院建筑工程系;大连大学建筑工程学院;
【基金】:国家自然科学基金项目(51474045)
【分类号】:U416.1

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本文编号:2514303

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