基于应力叠加的群桩效应系数的研究

根据附加应力叠加原理，逐步推导得到不同布桩形式的群桩效应系数计算公式。计算表明，当桩数、桩长、桩径相同时，单位承台面积上的群桩效应系数，呈梅花形布桩的最大，呈矩形布桩的次之，呈正方形布桩的最小。因此，呈梅花形布桩群桩是较好的选择。这为苏通长江公路大桥主桥超长大直径群桩基础选择呈梅花形布桩提供理论依据。     

层状地基中群桩基础弹性理论解法及参数分析

根据Muki & Sternberg的计算方法,建立了层状地基中不同桩长、桩径、桩体材料情况下桩-桩间的相互作用系数,利用叠加原理对层状地基中群桩基础进行计算分析,通过与已有文献计算结果的比较,验证了计算方法的正确性,并对层状地基中群桩基础的沉降以及各桩的荷载分担情况进行了参数分析.计算方法得到的相互作用系数可以考虑桩的“加筋效应”.能够用来分析大规模群桩基础,具有一定的工程应用前景.     

湛江组结构性黏土桩基群桩效应

利用自制的群桩模型装置,在湛江组结构性黏土中进行原位试验,获得不同桩间距、不同桩长情况下群桩效应系数实测值;对比分析了不同理论群桩效应系数公式计算值与实测值的误差;讨论了不同理论群桩效应系数公式的适用性。结果表明：承载力群桩效应系数实测数随桩间距增大而增大,在０.７５０～０.９１７变化;侧摩阻力群桩效应系数随桩间距增大而增大,在０.７８２～０.８９７变化;Ｃｏｎｖｅｒｓｅ-Ｌａｂｒｒｅ群桩效应系数计算值与实测数据比较吻合,相对误差在－１.９％ ～６％;考虑应力叠加的群桩效应系数计算值与实测值相差较大。     

超长群桩竖向承载群桩效应模型试验研究

根据竖向荷载作用下超长群桩的模型试验数据,分析了黏性土中桩距为6d的高承台超长群桩的承载性状和群桩效应．结果表明：按理论公式计算得到的群桩效应系数与试验值较吻合,理论值对实际工程中超长群桩承载力的计算是偏于安全的,可为今后超长群桩的设计提供参考．     

软土地区群桩效应影响因素的有限元分析

针对天津滨海地区软土地基,利用有限元软件MIDAS进行群桩效应的影响因素分析,讨论了在不同桩长、桩径、桩距以及不同桩数等情况下群桩效应系数以及承台底土分担荷载比例的变化规律,并得出了一些有益的结论,为天津滨海地区桩基设计施工提供参考。     

注浆微型钢管桩单、群桩力学性能的数值分析

基于位移加载法模拟微型钢管桩受力性能,综合分析了加载过程中,桩长L、桩体数量N、桩间距S、桩体排布形式、嵌岩深度等因素对单、群桩力学性能和群桩效应的影响。研究结果表明:单桩极限承载力随着桩长增加逐渐增加,;群桩最大轴力变化规律:角桩边桩中心桩;同等条件下,增加桩数量,承载力和群桩效应系数η相应增大;桩数不变,承载力随桩间距增大而增大,群桩效应系数逐渐减小,桩间距等于5倍桩径(S=5D)时承载力和群桩效应系数均趋于稳定,故S=5D为临界桩间距;梅花形排布方式比矩形排布平均单桩承载力提升高4.7%,群桩效应系数降低10.2%;嵌岩深度增加,单、群桩极限承载力增加且幅度较小,故嵌岩深度对单、群桩承载能力影响不明显。     

桩基础设计的两个问题

从桩-土相互作用的机理出发,利用太沙基一维固结理论和土层的分层总和法求得堆载作用下土层沉降随深度和时间变化的规律。桩基周围受力不均匀时,负摩阻力将加大桩基沉降,设计中尽量减小负摩阻力效应;通过对桩与桩新模型的阐述,给出了桩与桩相互作用的附加轴力近似解析表达式。对于端承桩群桩基础不考虑群桩效应,对于摩擦桩群桩基础,当桩间距大于6倍桩径时,考虑群桩效应,群桩中各桩传递的应力相互叠加,群桩桩尖处土层受到的压力比单桩大,影响范围比单桩深。     

敞口管型桩压入对既有受荷桩基承载性状影响

基于经典桩侧摩阻力公式和圆孔扩张理论,优化考虑土压力系数、土塞增长率、扩孔塑性半径等问题,计算新增管桩的植入对在役桩承载性状的影响. 对比分析有限元的软件与理论计算结果,发现管型桩贯入引致的桩间土挤土效应,使在役桩侧摩阻力在一定深度范围内增加,且桩长越长、桩间距越小,贡献越明显. 新增桩与在役桩的距离小于3倍桩径,会形成局部群桩效应,使群桩协同工作时的桩顶沉降增加;距离大于6倍桩径,管型桩压入对既有桩侧摩阻力、群桩协同工作效应的影响较小.     

夯实水泥土桩复合地基承载特性分析

基于夯实水泥土桩复合地基载荷试验的结果,分析了复合地基在竖向荷载作用下垫层、桩及桩间土的共同作用机理,假设桩侧摩阻力分布形状,建立夯实水泥土桩复合地基的分析模型,考虑复合地基中桩、土变形协调,提出了一种计算复合地基桩土应力比的方法.利用该方法对夯实水泥土桩复合地基在竖向荷载作用下的承载特性进行深入研究,重点分析了垫层模量、桩端持力层模量、桩土相对刚度比、桩长径比对桩土应力比的影响.结果表明:夯实水泥土桩复合地基中垫层的模量对桩土应力比的影响要远大于桩端土持力层的模量;桩长径比的增加会使桩土应力比趋于一定值,说明复合地基中临界桩长的存在;增大桩长并同时提高桩土相对刚度比能显著提高桩土应力比.     

层状地基中考虑桩端应力扩散的单桩沉降计算

针对现行单桩沉降计算方法没有考虑桩端应力扩散效应的问题,基于虚土桩模型,提出一种考虑桩端应力扩散效应时层状地基中的单桩沉降计算方法.在土层处于弹性状态下,桩侧土采用双折线模型,桩端土采用虚土桩模型并考虑应力扩散效应,利用荷载传递法,推导出层状地基中考虑桩端应力扩散效应时的单桩沉降计算公式.进一步讨论了该方法中弹性极限位移、弹性抗剪切刚度系数、桩端土厚度和应力扩散角等参数对单桩沉降的影响.结合工程实测数据,对比了该方法计算的荷载-沉降曲线、由规范方法得到的荷载-沉降曲线和实测曲线,结果表明:考虑桩端应力扩散效应时单桩沉降计算方法计算得到的桩顶沉降值与实测值较为吻合,实际工程应用优于规范法.     

大型群桩基础地基破坏性状研究

介绍了以单根桩模拟大型桩群的模型试验方法，并用该方法对埋入紧砂中的大型桩群就不同桩距和不同埋深情况共进行了１３组模型试验试验．用读数显微镜详细观测了地基土的位移场，并测出了桩端阻力与桩端沉降的关系曲线根据这些试验成果，对地基的破坏性状和桩端阻力机理进行了分析．分析结果表明，只要桩的埋深约大于１倍桩径，则地基总是以单独刺入破坏的型式发生破坏，桩端阻力为压缩机理所控制     

群桩—土—承台结构共同作用非线性数值分析

提出一种群桩—土—承台结构共同作用非线性数值分析方法。在本方法中，群桩中每一单桩的工作性状由荷载传递函数模拟，而共同作用相互影响由层状半空间有限层方法确定。算例和实例的计算结果显示了共同作用合理的规律性，证明本文提出的方法是正确的。     

驻点法在桩群模拟中的运用

采用有限元方法建立了二维平面水流模型，并引入驻点的概念模拟水中桩柱对水流的影响，即在计算中将网格节点设置于桩柱处，并在该节点设置滞流边界条件，即流速为0m／s．以长寿朱家坝码头的高桩码头方案为算例进行了模拟计算，结果表明该方法可以较好地模拟桩群对水流流速、流态的影响．     

基于Ohde理论的群桩极限端阻力计算公式

为从理论上探讨群桩中桩-土-桩的相互作用,分析该作用对群桩端阻力形成机理的影响,以建立在压缩机理之上的适用于单桩端阻力分析的Ohde理论为基础,提出了无黏性土中群桩极限端阻力的计算模式,据此分别推导出了群桩中边桩和中桩的极限端阻力理论计算公式.该公式能够定量反映桩距、桩径、桩端的入土深度和桩端以下土层的物理力学性质等因素对极限端阻力的影响,计算得到的群桩极限端阻力随相对桩距(桩距与桩径之比)减小而增加的规律与模型试验的实测结果基本一致.     

黄土中低承台群桩承载性能的试验研究

根据两次模型群桩试验的结果，对黄土中群桩承台─桩─土共同作用做了分析，井提出了黄土中低承合群桩基础承载力的经验公式。     

驻点法在桩群模拟中的运用

采用有限元方法建立了二维平面水流模型,并引入驻点的概念模拟水中桩柱对水流的影响,即在计算中将网格节点设置于桩柱处,并在该节点设置滞流边界条件,即流速为0 m/s.以长寿朱家坝码头的高桩码头方案为算例进行了模拟计算,结果表明该方法可以较好地模拟桩群对水流流速、流态的影响.     

砂土中考虑群桩间距影响的桩端土极限承载力计算

本文是文献[1]的深入研究和发展。文中给出可反映群桩间距影响的砂土地基破坏模式理论判据和承载力系数N_q、N_r的计算式,可考虑桩端为楔形或非光滑的更一般情形。最后根据本文理论编制了可用于IBM-PC微机的计算和绘图软件,绘制了承载力系数与桩距、桩底楔角和基土内摩擦角等关系曲线。利用这些曲线能较方便确定群桩桩端土极限承载力。     

桩—土—承台共同作用的受力机理

以现有实测、模型试验和简化理论分析的成果资料为基础,研究了桩与土和承台的共同作用的受力关系与机理——若干物理力学规律,并对以桩—土—承台共同作用概念设计桩基础的方法从原理上作了推论与探讨。     

群桩有限里兹单元法

介绍了群桩循环法、有限里兹单元法的循环法以及群桩模型的沉降、荷载传递和侧摩阻力计算,提出了群桩有限里兹单元法、对桩的刚度因子也作了研究,群桩有限里兹单元法是一种适合于计算实际群桩基础沉降的方法。本文就其正确性与前人工作作了比较分析。     

群桩─土─承台结构共同作用有限层─有限元分析

以有限层方法和有限元方法为基础，建立了严格的群桩－土－承台结构共同作用弹性数值分析模式，该分析模式能考虑地基土的成层非均质性和正交各向异性等因素。通过与建立在Ｍｉｎｄｌｉｎ解基础上的传统分析方法的对比，证明了本文分析方法的正确性和合理性。同时，在分析中引入了结构对称性条件，并给出了具体的计算公式。