岩土力学 ›› 2022, Vol. 43 ›› Issue (5): 1187-1196.doi: 10.16285/j.rsm.2021.1470

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变荷载下长排水体-短不排水桩 复合地基固结解析解

杨涛1,吉映竹2   

  1. 1. 上海理工大学 土木工程系,上海 200093;2. 上海市建工设计研究总院有限公司,上海 200030
  • 收稿日期:2021-08-31 修回日期:2022-01-17 出版日期:2022-05-11 发布日期:2022-05-02
  • 作者简介:杨涛,男,1962年生,博士,教授,主要从事地基加固技术与复合地基理论研究。
  • 基金资助:
    国家重点研究发展计划(No.2016YFC0802405)。

Analytical solution for consolidation of composite foundation with long vertical drains and short impervious columns under time-dependent loading

YANG Tao1, JI Ying-zhu2   

  1. 1. Department of Civil Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China; 2. Shanghai Construction Design and Research Institute Co., Ltd., Shanghai, 200030, China
  • Received:2021-08-31 Revised:2022-01-17 Online:2022-05-11 Published:2022-05-02
  • Supported by:
    This work was supported by the National Program on Key Research Project of China (2016YFC0802405).

摘要: 基于向内径向渗流的轴对称固结模型,给出了变荷载下长排水体-短不排水桩组合型复合地基的固结方程,在单面排水条件下推导出组合型复合地基的固结解析解,包括排水体和排水体周边土体中的超静孔隙水压力解答和组合型复合地基整体平均固结度解答。将组合型复合地基固结度解析解与三维有限元数值解进行了比较,证明了解析解的合理性。利用固结度解析解对影响组合型复合地基固结速率的主要因素进行了分析,研究了组合型复合地基的固结特性。结果表明:组合型复合地基的固结速率随着短不排水桩贯入比的增加而逐渐增大,随排水体的井阻和其周边涂抹区厚度的增加而减小。短不排水桩刚度和置换率的变化对组合型复合地基固结速率的影响较小。

关键词: 组合型复合地基, 固结, 解析解, 不排水桩, 排水体

Abstract: Based on the axisymmetric consolidation model with the inward radial flow in the soil around a vertical drain, the consolidation equations of the composite ground with long vertical drains and short impervious columns under time-dependent loading were presented. The analytical solutions for consolidation of this combined composite foundation were derived under the single-sided drainage condition, including the solutions for the excess pore water pressures within the vertical drain and the surrounding soil, and for the overall average consolidation degree of the composite foundation. The rationalities of the proposed solutions were verified by 3D FEM simulations. The main influencing factors were analyzed using the proposed solutions, and the consolidation characteristics of the combined composite ground were also investigated. The results show that the consolidation rate of the combined composite foundation increases gradually with the increasing penetration ratio of the short impervious columns and decreases with the increases in the well resistance and the thickness of the smear zone. The variations in the stiffness and replacement ratio of the short impervious columns have less effect on the consolidation rate of the composite foundation.

Key words: combined composite foundation, consolidation, analytical solution, impervious column, vertical drain

中图分类号: 

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[1] 吴思思, 罗文强, 李寅灿, 崔伟健, 王硕. 连续排水边界下考虑变荷载的软土一维 非线性固结分析[J]. 岩土力学, 2022, 43(6): 1503-1512.
[2] 卢萌盟, 单洁, 李红军, 李传勋, . 基于环形等效的异形截面复合桩复合地基 固结理论研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(6): 1513-1522.
[3] 胡惠华, 贺建清, 聂士诚, . 洞庭湖砂纹淤泥质土一维固结蠕变模型研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(5): 1269-1276.
[4] 李镜培, 刘耕云, 周攀, . 基于相似性原理超固结土不排水扩张半解析解[J]. 岩土力学, 2022, 43(3): 582-590.
[5] 于洪丹, 陈卫忠, 卢琛, 杨典森, 杨建平, 王震, . 黏土岩时效变形特性试验与理论研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(2): 317-326.
[6] 邱金伟, 权全, 刘军, 童军, 胡波, . 考虑非等温环境下污染物在黏土中的运移解析模型[J]. 岩土力学, 2022, 43(2): 423-431.
[7] 高常辉, 杜广印, 刘松玉, 庄仲旬, 杨泳, 何欢, . 深层振动密实对湿陷性黄土层水平应力变化的影响[J]. 岩土力学, 2022, 43(2): 519-527.
[8] 赵爽, 余俊, 刘新源, 胡钟伟. 悬臂式刚性墙动力响应解析研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(1): 152-159.
[9] 陈树峰, 孔令伟, 罗滔, . 超固结粉质黏土水平应力释放特征与 静止侧压力系数计算方法[J]. 岩土力学, 2022, 43(1): 160-168.
[10] 杨洲, 程晓辉, 麻强, 刘伟, 谢庄子, . 高填方地基不排水稳定性分析强度指标研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(1): 218-226.
[11] 王祖贤, 施成华, 刘建文. 非对称推力作用下盾构隧道附加响应的解析解[J]. 岩土力学, 2021, 42(9): 2449-2460.
[12] 卢一为, 丁选明, 刘汉龙, 郑长杰, . 均匀黏弹性地基中X形桩纵向振动 响应简化解析方法[J]. 岩土力学, 2021, 42(9): 2472-2479.
[13] 吴慧明, 赵子荣, 林小飞, 史建乾, 龚晓南, . 主动排水固结法气举降水效应模型试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(8): 2151-2159.
[14] 仇超, 李传勋, 李红军, . 单级等速加载下高压缩性软土 非线性大应变固结解析解[J]. 岩土力学, 2021, 42(8): 2195-2206.
[15] 林伟岸, 江文豪, 詹良通. 考虑真空加载过程及堆载随时间变化下 砂井地基的普遍固结解析解[J]. 岩土力学, 2021, 42(7): 1828-1838.
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[1] 姚仰平,侯 伟. 土的基本力学特性及其弹塑性描述[J]. , 2009, 30(10): 2881 -2902 .
[2] 徐金明,羌培,张鹏飞. 粉质黏土图像的纹理特征分析[J]. , 2009, 30(10): 2903 -2907 .
[3] 向天兵,冯夏庭,陈炳瑞,江 权,张传庆. 三向应力状态下单结构面岩石试样破坏机制与真三轴试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2908 -2916 .
[4] 石玉玲,门玉明,彭建兵,黄强兵,刘洪佳. 地裂缝对不同结构形式桥梁桥面的破坏试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2917 -2922 .
[5] 夏栋舟,何益斌,刘建华. 土-结构动力相互作用体系阻尼及地震反应分析[J]. , 2009, 30(10): 2923 -2928 .
[6] 徐速超,冯夏庭,陈炳瑞. 矽卡岩单轴循环加卸载试验及声发射特性研究[J]. , 2009, 30(10): 2929 -2934 .
[7] 张力霆,齐清兰,魏静,霍倩,周国斌. 淤填黏土固结过程中孔隙比的变化规律[J]. , 2009, 30(10): 2935 -2939 .
[8] 张其一. 复合加载模式下地基失效机制研究[J]. , 2009, 30(10): 2940 -2944 .
[9] 易 俊,姜永东,鲜学福,罗 云,张 瑜. 声场促进煤层气渗流的应力-温度-渗流压力场的流固动态耦合模型[J]. , 2009, 30(10): 2945 -2949 .
[10] 陶干强,杨仕教,任凤玉. 崩落矿岩散粒体流动性能试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2950 -2954 .