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我院负责完成的“地基沉降计算新方法”项目通过鉴定
岩土所在2012/10/8 9:38:24发表,被浏览3697

  9月29日,由我院负责完成的广东省水利厅科技计划项目“地基沉降计算新方法(项目编号:2007-02,申请经费:25万元)”通过了由厅科技处主持的科技成果验收和鉴定。鉴定会由厅科技与外经处邓莉影处长主持,我院李铁书记、全万友院长、杨光华名誉院长、科研生产部人员及项目组成员参加了会议。鉴定委员会由广东省水利厅、清华大学、浙江大学、中山大学、华南理工大学、广东工业大学和深圳市勘察测绘院有限公司等资深岩土专家组成,鉴定委员会听取了项目负责人杨光华教授对课题研究成果的汇报。
  地基的沉降计算不仅一直是土力学的一个重要内容,也是土力学及基础工程中古老而又未很好解决的问题。随着地基基础计算理论的不断发展与完善以及大量有代表性工程的成功实践,采用控制地基土沉降量来进行建筑物基础设计的方法也越来越成为岩土工程界的共识。目前工程上使用的地基沉降计算方法主要是分层总和法,近年来有限元、有限差分的数值计算方法也得到了广泛的应用。但各种方法所使用的参数都是通过室内试验所获得的,由于取土对土样的扰动、应力释放等因素的影响,导致所得参数与原状土有很大的差异,尤其是像广东地区的残积土等一些结构性较强的硬土,差异更为明显。按室内试验参数计算的沉降量比实际沉降量较大时达到6~10倍,以致很多基础设计完全可以采用天然地基,但由于计算沉降量过大而要进行地基处理,造成不必要的浪费。因此研究如何采用原状土的力学参数或者其试验结果用于地基土的沉降计算是一个很有意义但仍未很好解决的重大课题。
  基于以上背景,项目组经过多年系统的研究,创造性地提出了一种新的地基沉降计算方法体系,即利用地基土的原位载荷试验,假设试验的荷载沉降曲线为双曲线方程和一般方程情况,通过试验曲线求得土体在不同荷载水平时的切线模量和割线模量,用于进行沉降计算,该新方法可应用于独立基础、筏板基础、桩基、复合地基、复杂荷载下地基沉降计算等。新方法可以更好反应地基沉降的非线性特性和土体参数的原状性,突破了传统方法基于室内试验参数的限制和不足,计算精度高,克服了规范方法采用较大离散性经验系数来修正的缺陷,是地基沉降计算理论的重大创新,具有原创性。
  利用本课题提出的切线模量法,可以得到较准确的沉降计算值,从而可以实现桩、土荷载的合理分配,用于地基设计可进行“缺多少,补多少”的最优化状态,且编制了相应的沉降计算程序,便于实际工程的应用。其研究成果不仅被同行跟踪研究,且已被应用于胶济客运专线深厚非饱和土地基沉降特性试验研究、武广客运专线红粘土地基沉降计算、横琴岛澳门大学新校区排洪渠稳定性分析、汕头市澄海区莲阳桥闸基础处理等项目,取得了显著的经济效益、环境效益和社会效益,具有较高的工程应用价值和推广用前景。
  该课题经过五年的系统研究,已取得丰硕的成果:
  1) 已经发表和课题相关的论文36篇(其中《岩石力学与工程学报》、《岩土力学》、《岩土工程学报》和《土木工程学报》上发表8篇,EI收录7篇),以课题为基础撰写硕士研究生论文10篇、博士论文1篇。
  2) 又被录用的高水平论文:
  基于原位试验的切线模量法在砂土地基非线性沉降分析中的应用,《岩土工程学报》;
2012年9月13日第18届国际土力学及岩土工程学术大会(2013年9月 2-5日,巴黎)学术委员会发出通知,我国共录用20篇,项目组提交的论文:《Application of Simple In Situ Test-based Tangent Modulus Method in Nonlinear Settlement Analysis of Sand Foundation》已被录用;
  3) 课题研究成果截止目前已被相关文献引用226次,地基非线性沉降计算的原状土切线模量法(《岩土工程学报》2006.11)引用49次,地基沉降计算的新方法(《岩石力学与工程学报》2008.4)引用27次,基非线性沉降计算的原状土割线模量法(《土木工程学报》2007.5)引用20次。
  4) 培养10名硕士研究生,1名博士研究生;
  5) 出版专著:《地基沉降计算新方法研究及其应用》由科学出版社出版(初稿已提交);
  6) 地基非线性沉降计算的原状土切线模量法(第一作者杨光华)获得2008年广东省土木建筑学会优秀论文一等奖(一等奖共2篇);
  7) 《地基沉降计算的新方法》(2008年第4期发表)荣获《岩石力学与工程学报》创刊30周年优秀学术论文(1982~2012年共评选出优秀论文137篇);
  8) 课题研究期间,共取得开发软件1套;
  9) 申请专利:地基设计新方法,专利号:ZL201010603342.4
  鉴定委员会一致认为,课题成果是土力学及基础工程中沉降计算方面具有原创性的重大成果,对推动基础设计的发展具有重大意义和深远影响。该项成果总体上达到国际先进水平,其中部分成果达到国际领先水平。成果对推动地基设计由承载力控制向变形控制新理论的发展和提高我国地基设计水平均具有重要的理论意义和应用价值,建议加强推广和应用该项研究成果。

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