静压群桩沉桩挤土效应模型试验

以往对沉桩挤土效应的研究主要集中于单桩或双桩,而对群桩挤土效应的分析较少,但在实际工程中,桩基工程通常都是以群桩的形式来设计和施工的．基于室内模型试验,分析了群桩顺序压入土体后所引起的土体变形规律、超孔隙水压力的变化和沉桩前后土体的微观结构特征．试验结果表明：群桩压入后,土体水平侧移和地表隆起是不断累积的,存在着已压入桩的遮帘作用;超孔隙水压力并不是单桩引起的超孔隙水压力的简单叠加;沉桩后,土体微观孔隙的大小、形态和排列特征也发生了变化,其结构性更加紧密,挤土效应明显．     

淤质与粉质互层土中管桩沉桩过程的土压力

为了研究预应力空心开口管桩沉桩过程中周围土体中的土压力分析,选取杭州郊区某建筑工地进行现场试验.本次试验在试验场地内和防挤沟两侧共埋设了6组振弦式孔隙水压力计和土压力盒,并且在管桩桩端安装了一个土压力盒测试管桩沉桩过程中桩端土压力的变化情况.试验结果表明：在沉桩过程中,周围土体中的径向土压力呈先增大后减少趋势,随着深度的增加,径向土压力的影响越来越大;桩端阻力的变化与静力触探锥尖阻力的变化曲线较为相似,锥尖阻力的变化曲线相比桩端阻力表现出更为明显的波动.该试验结果能够为相关研究和设计提供参考和依据.     

沉桩挤土效应的软土微结构时效特征

目的 研究压桩时桩周软土的微观结构变化规律,揭示静压沉桩挤土效应的实质及其随时间的变化特征.方法 采用水平向压缩试验模拟静压桩挤土过程,将微结构的变化过程划分为两个阶段,即前期振荡阶段和后期趋稳阶段,借助扫描电镜记录挤土过程中软土微观结构变化进行土的微观结构定量参数分析.结果 得出软土微结构在压缩固结过程中随时间的变化规律.在前期阶段,从沉桩开始到1～2 h,桩周土体各项微结构指标变化复杂而剧烈,超静孔隙水压极高,在横向挤压力的作用下很容易发生变形和位移,土体应力传递速度快,挤土效应极为显著.而后期阶段,孔隙水压力已大幅度消散,土结构调整进入相对稳定的变化阶段,这期间再沉相临桩,挤土效应会大大减弱.结论 软土地基沉桩挤土效应具有明显的微结构时效特征.模拟试验结果对实际工程中采取有效措施减少或避免挤土效应具有指导意义.     

水平荷载下挤扩支盘桩群桩变形性状有限元分析

目前,有关群桩水平承载性状的试验和理论研究资料较少,特别是对于挤扩支盘桩群桩基础在承受水平荷载时的受力和变形性状还未见相关报道.针对这个问题,作者在考虑桩土之间非线性接触、桩周土弹塑性、桩土体系初始应力场的情况下,利用有限元与无限元耦合的方法,分析了水平荷载作用下分别包含2根,3根,4根基桩的挤扩支盘桩群桩基础的变形发展过程,并深入研究了承力盘位置、桩间距、桩数等因素对基桩本身、桩周围土体和桩土之间相对位移的影响规律.     

带桩靴的管桩钢模贯入挤土效应

针对管桩钢模在贯入过程中出现的挤土效应迫使桩周土体发生变形,对施工产生不利影响的问题,基于RITSS大变形有限元方法建立管桩桩模贯入软土地基的数值模型,将仿真结果与现场实测数据作对比,验证有限元模型的准确性.随后开展参数分析,研究沉桩过程中管桩桩端的几何形状、土体强度因素对于桩周土体流动特性的影响.结果表明,以相对贯入...     

影响挤扩多盘桩土体极限承载力因素的研究

根据挤扩多盘桩桩土效应及土体极限承载力的理论分析和试验研究的成果,对挤扩多盘桩土体极限承载力的多种影响因素进行了定性或定量的分析,为进一步综合考虑各项因素进行挤扩多盘桩基础设计,提供了理论依据．     

挤土桩水平向挤土位移分析

为了分析挤土桩施工对相邻建筑设施的影响,在试验研究的基础上,采用 Vesic 圆孔扩张理论和Duncan-Chang 模型模拟土的力学性能,按挤土应力及土的压缩曲线拟合函数确定土的体积应变,建立的一种新的能考虑土体非线性本构关系的挤土位移分析方法,能较好地反映挤土位移的机制.比 Vesic 圆孔扩张理论方法在计算精度上有很大改进,在实际应用中可行.     

静压桩挤土效应数值模拟及影响因素分析

针对目前数值模拟在静压沉桩挤土效应方面存在的问题，给出了符合压桩实际的有限元模型.该模型采用有限变形理论及土体的屈服准则，并通过桩土界面的接触及施加位移荷载来实现压桩过程.运用得到的有限元模型对静压桩产生的位移场进行了分析，分别给出了桩土模量比、桩土界面的摩擦特性及土的泊松比对沉桩位移场的影响规律.结果表明，沉桩的挤土效应不仅与土的工程性质有关，还与桩土相互作用面的性质密切相关.     

竖向受荷PCC桩承载机制颗粒流数值模拟

采用颗粒流数值仿真技术,从细观力学角度对砂土中竖向受荷现浇混凝土薄壁管桩(简称PCC桩)与土相互作用过程中的传力机理、桩内外侧土体位移场分布特征及细观结构参数变化规律进行研究。结果表明:PCC桩侧阻力及端阻力在加载初期同步发挥,桩外侧摩阻力始终明显高于桩内侧,桩芯土体承载力发挥不充分,PCC桩承载力主要由桩外侧摩阻力控制;桩外侧摩阻力在桩身中部及靠近端部发挥较为充分,在0.65 L入土深度处外侧摩阻力明显弱化;桩内侧土体在桩身上段范围内位移矢量较小,桩端以上3 d1范围内土颗粒由于土塞效应的存在随桩身一起发生刺入变形,桩外侧土体在桩身中部位移影响范围达到2 d,整个桩外侧位移影响区呈弧形分布;桩周土体接触力链及孔隙率变化与PCC桩宏观力学表现保持一致。研究成果对于进一步明确PCC桩与土相互作用的内在机理具有意义。     

挤土桩水平向挤土位移分析

为了分析挤土桩施工对相邻建筑设施的影响，在试验研究的基础上，采用Vesic圆孔扩张理论和Duncan-Chang模型模拟土的力学性能，按挤土应力及土的压缩曲线拟合函数确定土的体积应变，建立的一种新的能考虑土体非线性本构关系的挤土位移分析方法，能较好地反映挤土位移的机制，比Vesic圆孔扩张理论方法在计算精度上有很大改进，在实际应用中可行。     

基于球孔扩张理论的软黏土中载体桩桩端挤密加固效应

载体桩是近年来出现的一种新桩型,其主要利用柱锤对深层土体进行填料夯实,形成桩端扩大载体,从而大大提高桩体竖向承载力。虽然载体桩在实际工程中广泛应用,但目前仍缺乏较为严格的理论分析,特别在关于评价载体的加固范围和载体对土体的挤密效应方面,仍然研究较少,这大大制约了载体桩的推广和发展。针对该问题,将柱锤对填料夯实的过程简化为球孔扩张力学模型,软黏土采用修正剑桥模型的本构关系来模拟,建立球孔扩张偏微分控制方程组,通过相似变换的求解技术将偏微分方程转化为常微分方程组,利用微分方程数值求解技术获得常微分方程组的数值解。开展参数分析,探讨球孔扩张过程中孔周土体强度和刚度的变化、孔周土体挤密区的范围等,从理论角度揭示载体桩载体成形过程中的加固机理,为建立考虑桩端挤密效应的载体桩竖向承载力计算方法提供理论基础。     

软土地区预制桩单桩最终极限承载力估算方法

软土地区预制桩施工具有较强的挤土效应,通常表现为桩周一定范围内土体受到侧向挤压,土体孔隙比降低,抗剪强度增加.目前估算预制桩单桩极限承载力通常选用沉桩前土体参数,这和桩体最终受力状态相比有一定的差异,计算结果通常偏于保守.应用圆柱形小孔扩张理论分析了沉桩的挤土机理,并根据土体抗剪强度与土体密度的唯一性关系,建立了沉桩休止期后桩周土体抗剪强度增量的理论计算公式.应用该公式可估算出预制桩单桩最终极限承载力.经与工程实测结果相比,两者比较接近,说明这种计算方法有一定的工程应用价值.     

估算软土地区预制桩最终极限承载力的修正方法

目的 为了定量分析预制桩承载力的时间效应，从而有效地发挥预制桩承载力的潜能，减少建筑物的建造成本．方法 笔者应用圆柱形小孔扩张理论分析了预制桩施工的挤土机理，并提出了一种根据常见土体参数估算桩周土体密度的方法．在此基础之上又根据土体抗剪强度与土体密度的惟一性关系，最终建立了沉桩休止期后桩周土体抗剪强度增量的理论计算公式．结果 根据沉桩休止期后桩周土体抗剪强度增量的理论计算公式，可以得到估算软土地区预制桩最终极限承载力的修正方法，从而能定量估算出预制桩的最终极限承载力．结论 将笔者提出的修正方法应用于工程实践，其结果与工程实测结果相比，两者较接近，说明该修正计算方法有一定的工程应用价值．     

桩-土系统在波浪荷载下的动力响应分析

通过展开波浪对桩散射问题的特征函数的方法研究了波浪荷载作用下桩-土体-水流系统的动力响应问题.采用动力Winkler弹性地基梁模型模拟桩土动力的相互作用，通过求解满足柱面非齐次边界条件的Laplace方程，直接构造波浪对柔性桩的散射速度势，考虑了流体和桩体的相互作用，由解析法给出了埋置圆桩在波浪荷载下的动力响应.研究和分析了在波浪力作用下泥面冲刷深度、土参数、波浪入射频率对桩身内力、桩身振动响应的影响.在波浪荷载作用下，与先计算柔性悬臂端波浪力再考虑桩土间相互作用的情况相比，当考虑桩土耦合振动时，桩的水平振动的振幅减小，基频降低.     

散体材料复合地基承载力分析方法研究

目的研究长短桩复合地基这一新型的地基处理技术，解决其承载力计算方法问题．方法首先从试验出发，全面分析散体材料桩复合地基的承载机理．在此基础上，引进圆孔扩张理论，充分考虑散体材料桩与桩土间相互作用．结果导出了桩体与土体承载过程中的应力应变计算公式，并针对以往承载力计算方法主观参数众多难以确定以及未能考虑布桩方式影响的缺陷，提出了一套散体材料桩复合地基面积比承载力计算方法．结论通过工程算例，验证了文中计算方法的可行性．     

钢渣改良膨胀土试验效果与机理分析

对膨胀土、石灰改良膨胀土、钢渣微粉改良膨胀土进行干湿循环试验、自由膨胀率试验、无侧限抗压强度试验,比较验证钢渣微粉对膨胀土的改良效果。试验结果表明:钢渣微粉对膨胀土干湿循环作用下裂隙的发展、自由膨胀率的减小、强度的增加均有明显改善效果。其中钢渣微粉对自由膨胀率的改良效果明显滞后于石灰,但最终的改良效果两者相近,强度改良效果钢渣微粉明显优于石灰。同时运用X射线能谱的方法对膨胀土、石灰改良膨胀土、钢渣微粉改良膨胀土进行矿物成分和化学组成分进行分析,发现钢渣微粉改良膨胀土与石灰改良膨胀土矿物成分相近结合,自由膨胀率和无侧限抗压强度试验结果,对比分析得出钢渣微粉改良膨胀土和石灰改良土在改良机理上有相似性。     

H型护岸桩沉桩产生的超孔压及水平位移计算

H型桩由于特殊的截面形式,打桩过程引起的挤土效应特征不能简单地采用管桩的挤土规律代替。因此基于湖嘉申二期工程现场试验数据,研究其沉桩引起的超孔隙水压力和土体位移规律,通过修正的圆孔扩张模型考虑H型桩在扩孔时的特殊性,推导出适合 H 型桩的矩形孔扩张的计算公式。用该公式对沉桩产生的超孔压及土体位移进行计算,并与其他方法进行对比。结果表明,修正后的扩孔模型在计算H 型桩的超孔压和土体位移方面充分考虑到孔隙水压力沿深度线性变化的特点,结果更加接近实测数据。     

锚杆静压桩桩土作用力的理论分析

桩周土体在压桩过程中的问题被视作三维问题,考虑竖向附加应力的作用以小孔扩张理论为基础,对锚杆静压桩压桩过程中桩土的相互作用以及压桩后桩周土性状进行分析,得出后桩周土压力及土体的塑性半径.