山区地基论文

2024-06-25

山区地基论文（共4篇）

山区地基论文篇1

仙居地处丘陵山区,其天然土层多为洪冲积层。我们在勘察报告中往往把某一土层通过取样按其GB 50021-2001岩土工程勘察规范分类归属于卵石土、砾石土、砂土及粉质黏土层等等。然而大多情况下由于土层中各成分含量分布不一,多为混合性土层,其成因多以洪冲积为主。由于其组成粗细颗粒大小不一,有碎卵石、砾石等,取其原状样品较为困难,有时甚至也很难取到有代表性的扰动土样,用一般的室内试验方法几乎不能取得其正确的物理力学性质。这给勘察工作带来了很大困难,尤其是对地基土层承载力的确定。

1 混合性土层特征及其成因

据仙居某公司场地野外钻孔资料及试验结果,按现行规范可将场地在勘探深度范围内所揭示的地层分为8个层位:①素填土,②耕土,③粉质黏土,④细砂,⑤含粉质黏土砾砂,⑥粉质黏土,⑦全风化质粉砂岩,⑧中风化泥质粉砂岩层。其中第⑤层含粉质黏土砾砂的野外鉴别描述为:灰黄、局部青灰色,湿,稍密～中密,局部密实,颗粒成分为火山岩,形态呈次圆状、圆状,少量棱角状,中等风化,颗粒大小不一,粗细颗粒含量分布不均,肉眼粗颗粒粒径大于20 mm约占35%,个别偶见有漂石。

又另据仙居某住宅楼工地野外钻孔资料及试验结果,按现行规范可将场地在勘探深度范围内所揭示的地层分为2个层位:①杂填土,②含粉质黏土砾砂。其中第②层含粉质黏土砾砂的野外鉴别描述为:灰、灰黄色,稍密～中密,很湿～饱和,由砾石、砂及粉质黏土组成,偶见有卵石,卵砾石成分为火山岩,中风化,局部强风化,卵砾石形态多呈亚圆状、次棱角状,其中卵石含量约5%,圆砾含量约5%～15%,其间充填物为砂和粉质黏土。

从以上两个场地可看出:由于原状样品的取样位置避开了个别粗大颗粒,野外定名为圆砾层或砾砂,取样经室内颗粒分析结果为砾砂或粉砂、粉土等。由于混合性土常常有较粗大颗粒,如碎(卵)石颗粒,甚至漂石砾,不要说取原状样困难,取扰动样品代表性也很差,用一般室内试验方法真的得不到土层的正确物理力学性质。从以上土层可知:由于层中粗细颗粒、矿物成分不同,重度、相对密度、比表面积常常相差很大,因此对混合性土层的测试和各种指标的计算与评价均需要采用特殊的方法。

2 混合性土的勘察

根据仙居存在混合性土的实际情况,我们采取的勘察方法有:工程地质调查、勘探、原位测试、室内试验等。

工程地质调查:据区域地质资料,针对仙居混合性土层的分布,地质调查主要是调查混合土的成因、物质来源、组成成分、均匀性及其在平面上,剖面上的变化规律,粗大颗粒的风化情况。混合土与下伏岩土层的接触情况以及接触面的产状、其间有无软弱带或软弱面。下伏岩土中是否存在有崩塌、滑波、潜蚀及洞穴等不良地质作用。

勘探:对于各场地由于混合性土层在纵横向的变化较大,所以其勘探数的点位应比一般土层场地要密一些,深度一般要求应达到判断场地稳定性,当混合性土层较薄时就采取穿过混合性土层,到达其下伏层的一定深度,一般也要比其他场地深一些,并采用多种勘探手段如井探、钻探、动力触探等。

原位测试:对于含卵、砾石的粉质黏土性混合性土层时,一般使用动力触探,其中在使用资料时应考虑层中所含粗大颗粒对测试结果的影响。动力触探是混合性土层测试最常用的手段之一,一般采用N65.5,N120。载荷试验的直径大于最大颗粒直径的5倍,且载荷板的面积不小于2 500 cm2,载荷试验完成后对底板下2.5倍板宽度深度范围内土层的均匀性、代表性进行了解,并测定其物理力学性质。

室内试验:混合性土的室内试验项目和常规土的试验项目没有什么不一样,但混合性土层在纵横向的变化较大,很难或根本不可能取得有代表性的土试样,原状样更是难上加难了。所以室内试验常常不能取得混合性土层的物理力学性质资料。

3 混合性土的评价

承载力评价,对混合性土层地基承载力评价就根据土的颗粒级配、土的结构、构造与建筑物安全等级及勘察阶段选择适宜的方法。我们一般采用方法有载荷试验法、查表法、计算法及仙居地区经验法,并进行综合确定。

载荷试验法:对于一、二级建筑物的详细勘察阶段宜采用载荷试验确定。载荷试验法还要与其他如动力触探等建立对应关系,以求得地基土的承载力。

查表法:要注意的是利用井探一定要能取到大体积土试样,然后分析其物理性质试验指标按GB 50021-94岩土工程勘察规范第5.4.3条中表5.4.3确定。

计算法:用得较少,对能取得混合土参数的可采用一般计算地基承载力(黏性土类或含较细小砾质黏性土)。

经验法:对于出现的混合性土层,我们建立了一套可对比勘探手段,利用载荷试验结合静力、动力触探,建立可对比关系。尤其是动力触探以确定地基承载力。

地基变形评价,混合性土中包含有粗大颗粒可视为不可压缩性成分,在计算地基变形时可将其所在位置作为不可压缩段考虑。由于混合性土一般不容易取得原状土样,即使取得这种土样,代表性也不大,而且在室内试样备制时,其结构也会遭到进一步破坏,故不适宜作室内压缩试验,即使做了室内压缩试验其结果也只能作参考。混合性土的变形性质指标应采用载荷试验或其他原位测试方法求得。变形计算可按混合性土的变形模量计算沉降量。地基的稳定性评价,对于混合性土层地基,应充分考虑其与下伏岩土层接触面的性质及其接触面的产状,还有其土层中是否存在有软弱层及其软弱层的产状,核算地基的整体稳定性对于含有较大粗颗粒如巨大漂砾石的混合土,尤其是粒间填充不密实或为软弱土时要考虑这些漂砾石的滚动或滑动影响地基的稳定性。不良地质作用的评价,对于混合性土中的边坡稳定性滑坡、崩塌、塌陷、泥石流及其他不良地质作用,均对其对应地质体进行具体分析、调查、判断。地下水的评价,在混合土中,常易形成上层滞水,地下水易使混合土中的粘粒状态产生变化、易使土产生潜蚀。因此,应对地下水的补给来源、类型、排泄情况、出露的泉水等结合场地稳定、场地整平、场地利用及基础深度进行评价,以防治地下水的危害。

4结语

通过对仙居地区各个场地工程勘察,对存在的混合性土类的特征、成因的查证,提出了混合土的工程勘察及其地基承载力的确定方法。同时在勘察、设计、施工时还应注意以下几个问题:

1)在山区混合土的分布较广泛,对混合性土的定义、分类以及物理力学性质较难把握,在实际工作中应采取不同的勘察手段和评价方法,详尽地研究地基土的情况和上部结构,尽可能作出正确的地基土方案或处理方法。2)对具有不稳定的混合性土地基宜采取避开措施,尤其是对反复发生不良地质作用形成的混合性土或下伏土层中存在不良地质作用时应采取避开措施。3)对于含有漂石且其间隙充填不密实(或为软弱土填充)的混合土地基,可根据漂石的大小采用重夯、强夯、灌浆等加固处理。

参考文献

[1]DB 33/1001-2003,建筑地基基础设计规范[S].

[2]GB 50021-94,岩土工程勘察规范[S].

[3]GB 50021-2001,岩土工程勘察规范[S].

[4]JGJ 87-92,建筑工程地质钻探技术标准[S].

山区地基论文篇2

1 山区的地基特点

与平原地基相比, 由于山区中复杂以及特殊的条件, 山区地基的不均匀性是其突出的特点, 其特点如下所述:1) 在岩溶 (喀斯特) 地区中溶沟、溶洞、石芽、溶槽密布, 由于这些地质中土的厚度和性质不同, 从而其形成的岩溶地基也不均匀、不稳定。2) 在山麓地带, 突遇暴雨很容易发生事故, 并且山区水资源丰富、汇水面积大。3) 采取防止地基失稳的措施, 免遭建筑物损坏, 对于斜坡周边以及斜坡上的建筑是非常关键的。4) 由于地基压缩层内岩土的性质不同, 因此导致地基变形的不均匀。5) 由于山地经常发生不良的地质问题, 比如岩溶、上洞、崩塌、滑坡、泥石流等, 对于这些不良问题必须要进行综合治理, 对其分布范围, 在勘察工程中必须查明。6) 由于地基压缩层内岩土的性质不同, 因此导致地基变形的不均匀。

2 山区地基常见问题

边坡失稳和不均匀沉降问题是山区基地经常出现的两种问题:

1) 边坡失稳。在山区工程建设中, 经常会遇到崩塌事故、边坡滑动等, 主要是地势高度差变化较大、地形复杂、地质构造不稳定等原因。在重力的影响下, 沿着软弱带斜坡上的岩体整体往下滑移的不良物理现象, 即滑坡现象, 滑坡受河流的冲刷、人工的切坡、地下水的活动、地震活动等自然条件因素的影响。整体岩层上部分岩块脱离母体是崩塌, 岩块从斜坡上脱落, 并顺斜坡滚落在山脚下, 通过猛烈跳跃、翻转。危害大、突发性等是崩塌的主要特点。随着翻滚、倾倒, 岩块容易散开。滑坡的特点是缓慢地、整体地向下滑动。2) 沉降不均匀。在山区中地基降沉的不均匀现象很常见, 地基降沉的不均匀很容易导致建筑物不均匀的沉降。如果施工措施不当或方案规划设计不合理, 很容易导致工程事故。产生地基沉降不均匀现象主要有以下几个方面:a.由于不均匀地基, 建筑物的地基常常是一部分位于坚硬的基岩上, 另一部分位于土层上, 从而导致建筑物发生不均匀沉降。b.由于悬殊的山区地面高差, 在平整场地过程中, 导致的现象有:建筑物的地基一部分在填方区, 地基的另一部分在挖方区;一部分地基在坚实土层上, 另一部分在软弱土层上。施工质量不达标或处理不当, 地基不均匀沉降很容易发生。c.岩土地基的软硬不均, 是由于在地基的压缩层中存在基岩倾斜、露头、大块孤石等原因导致。d.山区中土层复杂, 不但层次多、物理力学指标相差悬殊, 而且土层的性质不论在平面还是竖向分布上也存在很大差异, 并且土层厚度在平面上变化大。

3 山区地基的处理技术

1) 边坡处理。根据边坡稳定理论处理边坡问题, 为了整治边坡问题, 一般从排水、支挡和卸载三方面着手。支挡结构最常用的方法之一, 根据不同性质的边坡, 当然支挡结构采取的类型也不同。比如采用挡土结构与岩石锚杆相结合的方法多应用于岩质边坡;采用各种形式的挡土墙进行支挡多应用于土质边坡。

2) 不均匀地基处理。不均匀地基在山区工程建设过程中很常见。一列柱基全部或部分落于土层或回填土上, 而另列柱基落于山坡岩层上, 如果将放在土层与岩层上的基础底板取同一标高, 两列柱基的沉降情况相差较大, 从而引起建筑物的倾斜或开裂。例如浅基础一般采用在土质较差并且持力层较浅 (小于3m) 的情况下, 处理的办法是:将挖除持力层上面的不良覆土, 向四周延伸1~2m, 向挖掘区域回填碎石时以分层的方式回填, 每层回填的厚度不能小于200mm, 每层回填后用压路机或平板振动机压实。

3) 换土法。通过局部换土法处理, 可以保证建筑物中不同部位的地基变形保证相互协调。两种换土法:一种是“以软换硬”;一种是“以硬换软”。采用用“以软换硬”的办法, 一般是在一个建筑场地内, 软弱地基多, 硬土地基少, 即将坚硬岩石除去一部分, 填装上压缩土, 方便与软弱地基相适应 (褥垫法) 。“以硬换软”的办法是在硬土的地基较多、软土的地基较少时采取的, 不但加固处理了软弱部分地基, 而且方便与坚硬地基协调。采用基础设置沉降缝办法时, 是因为硬、软地基分布各半。换土褥垫法可以采用炉渣、土夹石、中砂、粗砂 (碎石含量20%~30%) 等材料, 厚度在300mm~500mm之间最易。夯填度要求粗砂、中砂在0.87±0.05范围内;土夹石取0.7±0.05最易。

4) 桩基础。桩基础是使建筑物的沉降达到变形设计要求的措施之一, 采用人工成孔或机械成孔的钢筋混凝土灌注桩、爆扩桩等, 将桩体穿过软弱土层直接支撑在坚硬的岩层上。例如:在岩溶地区或基岩起伏大的地层, 可以采用混凝土灌注桩;在基岩埋藏较浅的区域, 可以采用在持力层上运用钻孔、冲孔、挖空、嵌岩或扩底方式的钢筋混凝土灌注桩。桩基础方法不仅减少开挖地基、基坑处理的填方工程, 而且缩短了工期、节省了人力, 在山区工程建设过程中, 普遍采用这种方法对建筑物、构筑物的地基进行处理。

5) 压实填土法。在山区建设过程中, 大范围填土是平整场地不可避免的, 对山区地基的合理利用、正确采用各种措施, 对山区地基建设的可持续发展具有深远的意义。提高填土的密实度是填土地基的关键。对压实填土地基包括分层夯实填土和分层压实填土, 有以下几点需要注意:a.严格选择填料质量:选择土料的首选原则就是就地取材, 如碎石、砂夹石、粘性土和土夹石等, 当然在操作过程中要注意它们的颗粒级配和含水量。b.压实质量严格控制:严格控制填料的含水量及颗粒级配、碾 (压) 实遍数和虚铺厚度、压实机械功能的大小。c.在压实填土的时候, 特别需要注意边坡的稳定。d.台阶式搭接主要应用于自然地面高度相差较大的地方, 防止滑移的发生。e.在压实填土的施工过程中, 首先施工缝的搭接处, 压实遍数应该适当增加, 其次各层的施工缝应该错开搭接。f.特别需要注意场地排水问题。

6) 变形设计地基。变形设计地基最适合应用于硬、软不均的岩土地基。可以通过调整建筑物的尺寸来调整基底压力, 进而对建筑物的沉降差异情况进行控制。如, 在强风化岩层中, 基地压力过高会导致地基产生不同程度的变形;在较软地基上, 较低的基底压力可以防止其变形, 沉降的差异减小。

4 结束语

山区地基论文篇3

随着旅游业的快速发展, 景区的基础设施建设、地产项目开发如雨后春笋般涌现。而山区建筑本身有许多特殊及现实的情况, 如工程地质条件的多变和不确定性、公共建筑在黄金周大客流时的超负荷使用、建设单位及施工单位技术力量薄弱等, 由于滑坡引起的房屋倒塌事件也时有发生, 所以在地基基础设计时, 对潜在地质灾害必须引起重视。

建筑地基基础设计规范GB50007-2011的第6.1节规定:“山区 (包括丘陵地带) 地基的设计, 应对下列设计条件分析认定: (1) 建设场区内, 在自然条件下, 有无滑坡现象, 有无影响场地稳定性的断层、破碎带; (2) 在建设场地周围, 有无不稳定的边坡; (3) 施工工程中, 因挖方、填方、堆载或卸载等对山坡稳定性的影响; (4) 地基内岩石厚度及空间分布情况、基岩面的起伏情况、有无影响地基稳定性的临空面; (5) 建筑地基的不均匀性; (6) 岩溶、土洞的发育程度, 有无采空区; (7) 出现危岩崩塌、泥石流等不良地质现象的可能性; (8) 地面水、地下水对建筑地基和建设场区的影响。”虽然条文列举了八种情况, 但实际上可以归纳为如下两个方面的问题:一为地基稳定性问题;二为地基不均匀沉降问题。

(1) 第1条、2条、3条、7条为针对地基稳定性。

(2) 第4条、6条为同时针对地基稳定、地基不均匀沉降。

(3) 第5条为地基不均匀沉降。

(4) 第8条是地下水、地表水对建筑场地的影响, 可以是浮力、锈蚀、冲刷、沉降、渗流等间接作用, 影响比较广一点, 但最终体现在地基上仍然为地基失稳。

下面就结合一个实际工程的基础设计, 谈谈体会。

笔者于2013年初设计的一个工程, 位于湖北省神农架风景区内, 为漂流景点的设备功能用房、餐饮、休闲、特产商铺、医疗、员工宿舍等一系列建筑组成, 5个单体建筑, 共19 667 m2。抗震等级为四级, 地基基础的安全等级为二类。本文仅介绍最具代表性的起漂点的“游客接待中心功能用房和餐饮楼” (以下简称本工程) , 建筑总平面图, 如图所示;基础平面布置图, 如图2所示。

一、影响地基稳定的因素分析

(1) 北面基坑挖方形成的边坡稳定<1/Jx (1~7) 轴、 (1/J~K) x8、Kx (8~16) 轴>。场地覆盖层主要为素填土、残坡积碎石土、冲、洪积卵石层, 未发现断裂等不良地质构造, 但从用地规划建设看, 场地北面自然地面标高约为485.50 m, 需要开挖的基坑坑底标高为450.05 m, 高差为8.45 m, 且附近有公路通过, 在开挖回填等工程建设中, 存在产生地质灾害的条件, 主要表现在:人工边坡的崩塌、坍塌, 所以应对边坡进行支护处理。本工程采用设挡土墙的方式, 并且挡土墙设计可与建筑综合考虑, 其实质就是挡土墙即作为施工过程中的基坑支护结构, 也作为建筑完成后的地下室外墙。挡土墙计算需分别考虑建筑施工过程中及建筑使用过程中在土、地下水、室外停车堆载等荷载作用下挡土墙的内力、变形、裂缝。由于此处挡土墙兼做地下室外墙, 刚度大, 墙顶几乎无法位移, 进而可知北面地基在建筑完成后是稳定的。

(2) 南面架空层前靠河段的已建挡土墙在新建建筑基础加载下的稳定。南面临河的挡土墙为已建的老挡土墙, 挡墙高度约6~7 m, 由于拟建物非常靠近挡土墙, 施工加荷载后, 挡土墙极易发生变形。如果挡土墙发生变形, 必然会引起挡土墙后的建筑地基土产生变形, 滑移。经现场踏勘老挡墙是无法承受新建建筑施工加载的。针对本工程的岩土工程地质条件及特点, 从安全、经济的角度, 结合该地区同类工程经验, 由于左侧挡墙高度较小, 重建与加固造价差异不大, 拟采用重建的方案 (如图3) ;右侧挡墙高度较大, 若进行拆除, 不仅会扰动后部土体, 且造价较高, 故采用加大挡墙截面的加固方案 (如图4) 。无论是重建还是加固, 完成后的挡土墙需要满足如下要求:1) 挡土墙的变形引起的建筑地基变形应在允许范围内。2) 挡土墙的设置应能满足建筑基础埋深的要求, 本建筑基础埋深分别为1.20 m、1.54 m。

(3) 南面临河, 河道为地表水体, 主要受大气降水补给, 平均流量为40.11 m2, 平均径流深500 mm, 平均坡降为10%, 场地与河水位具有一定的水力联系, 枯水季节, 地下水补给河水, 丰水季节, 河水补给地下水。河水对场地地基的稳定性影响表现为如下两方面:

漂流的闸门正好位于桥下方位置, 也就是建筑中部位置 (如图1示) , 漂流期间河道蓄水放水, 导致建筑地基在饱和与非饱和之间交替循环, 又因为持力层为 (2) 碎石土层, 碎石主要成分为泥质粉砂岩碎块, 粒径10~20 mm, 含量约50~60%, 排列十分混乱, 绝大部分不接触, 局部含少量0.5~1.0 m块石, 充填物为粘性土, 整体呈松散状。那么在水的渗流作用下必然会导致地基土的流失。基础下地基土的流失, 首先会引起地基的下沉, 由于渗流作用的方向性和重复规律性, 基础应是南面先下沉, 南面下沉多, 成不均匀沉降, 当沉降值从量变达到质变时, 基础地基在重力下滑分量作用下, 从而产生滑移倾覆, 地基失稳。

河道水流对河道底部的冲刷, 会导致河道土石流失, 进而导致挡土墙的埋深变浅, 挡土墙抗滑移、抗倾覆失稳。挡土墙的失稳必然导致新建建筑地基的失稳。

以上两个方面的稳定性分析都是可以通过临界条件计算控制的, 第一点, 可计算南面下沉后重力下滑分量下筏板基础的抗滑移和整个建筑的抗倾覆。第二点可计算挡土墙的临界抗滑移、抗倾覆埋深。但由于水力的渗流和冲刷是一个不可计算的的变量, 其引起的土质流失也就无法具体计算。对以上两个问题分别采取如下措施, 关于渗流, 期望是不要发生, 本工程采取挡土墙半围堰的方式, 在建筑东面、西面做垂直于河道的挡土墙, 和南面挡土墙相连形成U型围堰, 尽量把水流挡在主体建筑地基之外。关于冲刷, 由于不可避免, 期望是在使用期限内冲刷作用不会影响到挡土墙的稳定, 本工程采用加大挡土墙埋置深度的方式, 预留被冲刷土层厚度冗余度, 参考附近工程经验, 埋深不小于2.5 m。

二、影响地基不均匀沉降的因素分析

(1) 地面高差悬殊很大。大量的平整场地工作往往使同一建筑物的部分基础置于挖方区, 而另一部分基础置于填方区, 如果处理不当, 很容易使地基产生不均匀沉降。

本工程中, 地面北面标高为458.67 m, 南面标高450.23, 高差8.44 m, 而作为持力层的 (2) 碎石土层的顶标高北面为456.87 m, 南面为444.13 m, 高差为12.74 m, 基础垫层底标高为450.05 m, 所以北面需要挖方, 而南面基础则在填方去上 (如图2) 。

(2) 基岩起伏变化较大。由于基岩起伏, 上覆土层的厚度不同, 常常使建筑物一部分基础置于坚硬的基岩上, 另一部分基础置于土层上, 使建筑物地基产生不均匀沉降。

本工程虽无基岩, 但现场开挖基坑揭露, 在北面挖方区有大量孤石存在, 作用等同于基岩, 且情况复杂, 排列零乱, 大小高低不一, 高出、持平、略底于基坑底标高三种情况均存在。

以上两种情况均采用了换土方式处理不均沉降, 但不同的是:一种是以软换硬, 一种是以硬换软, 其目的都是为了获得整个建筑物的均匀沉降。一般来讲, 在一个建筑场地内, 软地基少, 硬地基多, 宜采用以硬换软的换土法。若硬地基少, 软地基多, 则采用以软换硬的换土法 (又叫褥垫层) 。若软硬地基各一半, 宜采用设置沉降缝与局部换土相结合的方法。

三、基础整体性设计

(1) 材料:混凝土强度等级首选C25, 其次C20或C30, 山区为非商品混凝土而由现场搅拌, 而且搅拌的材料石头、砂、水等均就地取材, 成品的混凝土的强度等级不稳定, 设计时应与建设方沟通确认。钢筋强度等级可按城市建筑选择。

(2) 虽然场地的稳定性和不均匀沉降都是地基土的特征, 但地基和基础是相互作用的, 所以对这种存在稳定性和不均匀沉降隐患的地基基础设计, 基础还应注重整体性设计, 同时传力力求简单明确。

由于建筑功能需求, 本工程在 (1~4) x (A~C) 轴线基础筏板下沉高差达5.85 m。而对于一个单体建筑的筏板基础, 此处将出现应力集中, 并且由于竖向墙体的受力状态和筏板基础是不同的, 所以此处的设计力求基础刚度、整体行强, 同时内力要有足够的富余储备。竖向墙体内力计算同时考虑自然土的侧压力和上部基础底压力220 k Pa (实际有限元分析为80 k Pa, 富余) 。构造措施方面, 墙体和下筏板均加厚为600 mm, 竖墙上下端均加腋, 在-7.5 m出设置框架梁。

本工程单从承载力上分析, 采用独立基础加基础梁即可, 而最终选择筏板基础是从两个方面考虑, 首先筏板在调节不均匀沉降和延迟地基失稳方面的能力远优于独立基础, 筏板的刚度大, 变形小。同时筏板整体性强, 不会出现局部失稳而导致重力荷载二阶效应。其次现在旅游黄金周的客流都非常大, 可以预计建筑极可能出现满负荷运作 (人员使用荷载、设备荷载) , 设计要有超前意识, 取筏板基础就是要保证地基足够的应力储备。

本工程最初的基础设计方案为钻孔灌注桩基础加承台连系梁, 由于桩端进入稳定的卵石层, 且可控制桩端标高位于同一水平标高, 那么将从根本上消除场地的稳定性和不均匀沉降问题。承台连系梁除承受底层墙体荷载外, 将各承台相连, 增加了整个基础整体性, 并且传力简单明确。但由于当地施工条件、施工技术以及工期限制, 最终未选择桩基方案。

四、结语

山区地基论文篇4

目前, 在关于路基工程稳定性的评价方面有多种方法, 其中数值分析法的应用越来越广泛, 不同的数值分析方法有不同的适用性。山区斜坡湿软地基地区的路基稳定性问题被日益关注, 采取哪种数值分析方法更适合这种特殊路基问题是进行稳定性分析之前的首要问题。有限元方法并用强度折减法判断稳定性而进行的数值分析是其中一种研究方法。本文通过有限元软件ABAQUS对此研究方法进行验证, 从而为山区斜坡湿软地基地区的路基稳定性问题分析方法提供依据。

1 有限单元法简介

目前, 在关于斜坡湿软地基填方工程稳定性的评价方面, 大致有数值分析法、极限平衡法和近年出现的概率论法 (如神经元法) 。数值分析法有有限元法、边界元法、快速分析 (FLAC法) 法、离散元法、块体理论与不连续变形分析, 其中有限元法有适用于处理非线性、非均质和复杂边界等问题的优点。

计算各种边界条件复杂的非均质土体, 还能模拟复杂的加荷过程, 计算土有限单元法自从1966年被美国Clough和Woodw ard首次用来分析土坝稳定以来, 在岩土工程中发展迅速, 越来越被广泛使用。它不仅适合坡的应力场和位移场分布, 从而了解土坡的逐步破坏机理, 跟踪土坡内塑性区的开展情况, 因此有限单元法适用于土坡稳定性分析。它考虑了土体非线性应力-应变关系从土坡破坏机理上寻求最可能的滑动面, 从而使土坡稳定性分析从理论上来说更合理。与传统的刚体极限平衡法相比, 有限单元法分析边坡具有以下一些优点:破坏面的位置和形式不需要事先假定;考虑了土体非线性应力-应变关系, 从土坡破坏机理上寻求最可能的滑动面;有限元解可以提供应力、应变等全部信息。

2 数值模型的验证

2.1 数值模型的建立

为了验证山区斜坡湿软地基路基有限元数值模型计算结果的正确性与精确性, 现将一简化的边坡稳定性问题建立数值模型进行稳定性数值计算, 将其结果与瑞典圆弧滑动面解析法进行对照, 以此来达到验证目的。

验证模型如下:

路堤边坡高度H=10.0m, 坡度m=1.5, 填土c=9.8kPa, φ=22°, γ=16.66kN/m3。由于路堤结构的对称性, 模型取路堤的一半进行分析, 坡角到左端边界的距离为坡高的2.5倍, 坡顶到右端边界的距离为坡高的1.5倍, 上下边界总高约为2.5倍坡高时, 尺寸能够满足计算精度。

2.2 稳定系数计算

此模型的边坡稳定性用传统的瑞典法可计算出稳定性系数Kmin=1.26。运用有限元强度折减法计算过程中, 路堤的等效塑性区和特征部位位移随折减系数的变化如图2至图4。

由图2可以看出可看到折减系数为1.28时塑性区开始贯通, 同时由特征部位的位移曲线可以看到当折减系数大于1.28时水平位移和竖向位移曲线发生突变, 位移大小急剧增大。因此根据塑性区的贯通情况和特征部位位移随强度折减系数的突变性确定边坡的稳定性系数为1.28。

3 结论

对于相同的地基状况, 用传统的瑞典法计算得到的路基稳定性系数为Kmin=1.26, 与上述方法分析结果相比, 差值所占比例小于5%, 由此证明用这种有限元强度折减法确定稳定性系数的方法是可行的, 并且精度也达到了要求。

摘要：本文主要针对山区斜坡湿软地基地区的公路路基稳定性问题进行机理分析方法的研究, 首先确定机理分析方法——有限元法, 以强度折减法为稳定性判定方法, 通过稳定系数的数值计算, 并与解析法的计算结果进行对比分析, 验证所建山区斜坡湿软地基路基数值分析模型的正确性与精确性。

关键词：山区斜坡,湿软地基,路基,强度折减法,边坡稳定性,有限元

参考文献

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