DX桩单桩荷载传递机理有限元分析

通过有限元数值模拟,从研究DX桩单桩承受竖向荷载时的轴力以及侧摩阻力沿桩身的分布入手,分析桩顶荷载在各扩径体上的分配以及各扩径体分担荷载的发展过程,并比较了不同桩型轴力特点,揭示了DX桩单桩荷载传递机理,为合理设计该类桩提供了依据.     

弃渣场夯扩桩工作性状的模拟分析

为研究弃渣场特殊地质条件下夯扩桩的工作性状,文中以汉中市佛坪县330kV开关站工程为例,利用FLAC3D软件建立在该地质条件下的夯扩桩单桩三维模型,对单桩在不同桩顶荷载下的桩顶沉降、桩身轴力和桩侧摩阻力的变化趋势进行计算分析.结果表明:弃渣场地质条件下夯扩桩的荷载沉降曲线为缓变形,呈典型端承桩特征;弃渣土孔隙率大,粒径分布不均匀,因自重固结及施工扰动产生下拽力引起桩身轴力增大;桩身轴力最大值不在桩顶,而在桩身中上部;桩周新近堆积的弃渣土的沉降量大于桩体本身,导致产生桩侧负摩阻力.     

大直径等截面桩与扩底桩的承载特性研究

基于荷载传递法和广义双曲线函数,建立了大直径扩底桩的单桩解析模型。利用ABAQUS软件建立等截面桩与扩底桩的有限元分析模型,土体用Mohr-Coulomb本构模型,桩体采用弹性模型,在桩土接触面间设立接触对。分析了桩底沉渣、扩底高度和扩底直径对大直径等截面桩与扩底桩承载特性的影响,得出桩身轴力、桩侧阻力和桩顶沉降等变化规律。结果表明,扩底桩可明显提高承载力并减小桩顶沉降;工程应用中应尽量减少桩底沉渣厚度。     

扩底单桩临界桩长的数值模拟

基于地基变形的概念对均质地基上扩底桩单桩在不同荷载大小、不同桩土模量比、不同头径比的临界桩长进行了有限元数值模拟,得出扩底桩单桩临界长与桩土模量和头径比有关但在容许承载力范围内与荷载大小无关的结论。     

特高压输电线路支盘桩群桩受力性能及经济性分析

通过有限元数值模拟,研究了支盘桩群桩在竖向荷载作用及竖向和水平荷载共同作用下基桩荷载-位移曲线、桩身应力分布、桩身轴力变化规律及桩间土体受力情况等,并结合具体工程,对支盘桩的技术经济性进行了分析.结果表明:支盘桩群桩在竖向和水平作用下的受力特点与单独承受竖向荷载作用时有所不同;同等条件下,相对于普通等径灌注桩,挤扩支盘桩群桩基础的设计尺寸、材料用量、施工造价及工期均有减少,具有较大的经济效益.     

大直径灌注桩桩身轴力试验研究

结合单桩载荷试验,通过在桩身中分层、均匀埋设钢筋计,将试桩沿深度分成多个截面,推算桩身不同深度的轴力大小,并测量桩在各级荷载作用下的桩顶沉降,详细分析了单桩的Q-S曲线特征、桩身轴力的分布规律等.结果表明,在竖向荷载作用下,桩身轴力沿桩的深度逐渐衰减,随着荷载等级的加大,轴力沿桩身衰减的速率也在加大,且桩的深度越深变化速率也就越大.     

不同直径单桩静压贯入力学特性模型试验研究

为探讨不同桩径静力压入单桩的贯入力学特性，设计了不同桩径的模型桩，基于光纤光栅（Fiber Bragg Grating，简称FBG）传感技术，开展了黏性土中静压贯入两种不同直径单桩的模型试验研究。结果表明：试桩的压桩力基本呈线性增加趋势，桩径越大，压桩力越大；桩径不同会影响单桩的荷载传递性能，由于桩径越大挤土效应越明显，沿深度方向的桩身轴力传递性能优于小桩径桩；桩身单位侧摩阻力随深度增大而增大，桩径越大，对土体的侧向挤压力越大，桩身单位侧摩阻力越大；同一深度，两种不同直径单桩桩身单位侧摩阻力都出现“侧阻退化”现象，“侧阻退化”现象随着贯入深度的增加越明显，且桩径越大，桩身单位侧摩阻力退化越显著；均质黏性土地层静压沉桩阻力主要为桩端阻力，沉桩结束时，试桩桩端阻力占沉桩阻力的比例分别为59.5%和66.2%，不同的桩身直径既影响桩端阻力，又影响桩侧阻力。确定静压贯入沉桩阻力时，考虑基于黏性土的侧阻退化后实际值更为合理。     

桩侧土注浆提高单桩承载力试验研究

通过自行设计的桩基注浆加固系统，采用物理模型试验方法，研究了桩侧土体注浆后桩的工作机制和破坏特征，并通过试验给出了桩体的荷载沉降特征曲线．对桩身(轴力)应变分析以及桩侧土体应力的分析研究结果表明，桩侧土体注浆加固后，桩侧土体的力学性能得到提高，单桩承载力提高59％～77％．     

刚性桩复合地基承载特性的试验研究

通过现场试验，测出了CFG桩不同深度处的桩身轴力和侧摩阻力，并得到了桩土应力比。分析了CFG桩复合地基中桩身轴力、桩侧摩阻力的分布及发展过程。研究了加载过程中桩侧摩阻力和端阻力荷载分担以及荷载分担比随外荷载的变化规律。最后介绍了CFG桩复合地基中负摩擦阻力的作用，得出了CFG桩由于褥垫层的设置，在加载初期，桩身存在负摩擦力，同时协调了桩土变形，使得桩土共同承担荷载，充分发挥土体的承载能力。     

灌注桩桩端后压浆效果的室内模型试验

通过室内模型试验,对桩端后压浆灌注桩进行静载试验以及开挖观察,探讨了加固体的性状以及压浆参数对单桩承载力特性的影响,分析了灌注桩荷载传递特点和桩端阻、侧阻随荷载增加的变化趋势。经试验发现：压浆量、压浆压力以及岩土的可灌性是影响加固体性状的主要因素;浆液上返与桩周土作用形成的复合桩身形式对桩侧摩阻力影响较大,桩侧扩径效果明显处其侧摩阻力提高幅度大;桩端后压浆改变灌注桩承载力特性,常规桩表现出摩擦型端承桩性质,桩端压浆后表现出端承桩特性。     

轴向荷载对横向受荷桩承载性状影响的参数分析

基于小变形假定,建立受轴向荷载作用的横向受荷桩变形控制方程,针对主要影响因素进行参数分析,研究表明轴向荷载对横向受荷桩承载性状的影响程度与两者的相对大小有关。当轴向荷载相对较大时,应重视轴向荷载对桩身内力和挠曲变形的影响,此时轴向荷载的存在对于柔性桩上部的内力和侧向挠曲影响比较显著,对于其深部的影响相对较小;地基系数呈线性增加时,轴向荷载对横向受荷桩的影响较为显著,而地基系数为常数时,其影响则不明显;除轴向荷载接近于屈曲荷载外,沿桩身的轴向荷载变化对水平桩的挠曲和弯矩影响甚微,轴向力作为常量的假定一般可满足工程设计的要求。     

膨胀土中桩的荷载传递模型试验研究

通过室内模型静载实验，研究和分析了不同荷载下的膨胀土地基中桩的荷载传递特点、桩侧摩阻力和桩端阻力的变化以及二者的荷载分担比例关系等。试验表明：膨胀土中桩的静载试验所得到的P-s曲线存在明显的拐点；桩身轴力随桩顶荷载的增加在桩身中部以上迅速递减，且桩身轴力增加与桩顶荷载增加几乎呈线性关系，桩中部以下几乎变化很小；该模型桩的荷栽传递是以侧摩阻力为主的；桩侧摩阻力和桩端阻力均随桩顶荷载的增加也呈近似线性关系，但桩侧摩阻力和端阻力在荷载分担比方面存在一个极值。     

钻孔灌注桩基承载力影响分析

根据桩基现场原位试验,分析了钻孔灌注桩的桩基承载力的性状特征.试验结果表明：各截面的轴力随着荷载的增加而增加,而在同一级荷载下轴力沿桩的深度逐渐变减小,说明桩长是轴力衰减大小的主要因素之一;桩侧/桩端阻力随着荷载的增加而增加,桩侧摩阻力若同时发挥作用,其与一定深度范围有关,而与地层无关,地层仅是侧摩阻力大小的主控因素.在求得单桩承载力特征值时,将桩端阻力和侧摩阻力取相同的安全系数未反映桩基荷载传递的实际情况.同时从经济分析的角度进行试桩成果总结,以期达到节省投资、缩短计划工期的目的.     

膨胀土中桩的荷载传递模型试验研究

通过室内模型静载实验,研究和分析了不同荷载下的膨胀土地基中桩的荷载传递特点、桩侧摩阻力和桩端阻力的变化以及二者的荷载分担比例关系等。试验表明:膨胀土中桩的静载试验所得到的P-s曲线存在明显的拐点;桩身轴力随桩顶荷载的增加在桩身中部以上迅速递减,且桩身轴力增加与桩顶荷载增加几乎呈线性关系,桩中部以下几乎变化很小;该模型桩的荷载传递是以侧摩阻力为主的;桩侧摩阻力和桩端阻力均随桩顶荷载的增加也呈近似线性关系,但桩侧摩阻力和端阻力在荷载分担比方面存在一个极值。     

地基工程中组合桩荷载性质试验研究

为掌握组合桩的荷载传递机理、破坏模式和竖向承载力特性,分析了桩身轴力和桩周的侧摩阻力的分布及影响组合桩承载力因素,试验得到了组合桩的Q—S曲线和桩的极限承载力。试验结果表明混凝土桩的插入改变竖向荷载的传递规律,形成了从混凝土桩到水泥土再到土的传递模式,更有效地发挥了桩周的侧摩阻力;水泥土的固化效应、混凝土桩的挤土效应和混凝土桩的荷载传递是组合桩高承载力的主要来源。组合桩具有较高的单桩竖向承载力,在软土地基工程中具有广泛的应用价值。     

桩梁式托换技术有限元分析

地铁施工穿越既有建筑物桩基础时,可采用桩梁式托换技术支撑上部结构和截除下方桩基础。运用ANSYS有限元程序中的“单元生死”技术,可对托换前、托换后和截桩三个托换工况下桩和框架柱的轴力变化以及变形特性进行数值分析。研究结果表明：被动托换是在桩截除时,托换荷载通过托换梁传递到托换桩,托换梁跨中的下挠会引起被托换框架柱轴力减少和邻近框架柱轴力增大;主动托换是在千斤顶的顶升过程中,托换荷载通过托换梁传递到托换桩,顶升过程中被托换处的各层框架柱轴力值增加,而邻近框架柱轴力减少;当顶升至被托换桩轴力为零再进行截桩,可保证截桩前后的托换体系轴力、变形不发生变化。主动托换桩顶沉降差与被动托换相比小得多。     

大直径超长后注浆钢筋砼桩身应变分布式光纤监测

后注浆条件下大直径超长桩荷载传递机理十分复杂,而传统监测技术得到的成果不连续,不能准确反映桩基的荷载传递机理。结合工程实例现场静载荷试验,采取BOTDR分布式光纤技术监测桩身应变分布,研究超长桩端阻、侧阻分布。发现桩侧摩阻力呈中间大、两端小的趋势;桩侧负摩阻使摩阻力曲线上出现波峰和波谷交替现象;桩侧摩阻力在桩体下部很难发挥出来,直接把基坑底标高处桩的轴力作为极限承载力是不合理的。     

软土地基中组合桩承载性状试验研究

为掌握组合桩(钢筋混凝土桩插入水泥土搅拌桩复合而成的桩)的荷载传递机理、破坏模式和竖向承载力特性,通过对3根14 m长桩的载荷试验和桩身应变的测量,分析了桩身轴力的分布和桩周的侧摩阻力分布及影响组合桩承载力因素.试验得到了组合桩的Q-S曲线、S-logt曲线、桩的极限承载力;试验表明混凝土桩的插入改变竖向荷载的传递规律,形成了从混凝土桩到水泥土再到土的传递模式,更有效地发挥了桩周的侧摩阻力;水泥土的固化效应、混凝土桩的挤土效应和混凝土桩的荷载传递是组合桩高承载力的主要来源.组合桩具有较高的单桩竖向承载力且造价低,在软土地基工程中具有广泛的应用价值.     

软土地区抗拔桩受力性状的试验研究

通过温州鹿城广场4根抗拔桩静载试验,分析了抗拔桩在不同荷载水平下的受力性状.试验结果表明,抗拔桩在荷载作用下,桩身轴力随着深度的增加而减小,在桩端处桩身轴力始终为零,即抗拔桩表现为纯摩擦桩.对于持力层是卵石层的抗拔桩,桩身拉伸量是桩顶上拔量的主要组成部分.桩侧摩阻力的发挥程度和桩土相对位移有着很好的对应关系.在靠近桩端的桩侧土体中,当桩土发生相对位移时,即使其值很小,桩侧摩阻力也会急剧增加.当荷载（桩土相对位移）增加到一定值后,桩侧摩阻力随着荷载的增加而减小,即出现侧阻软化现象.