水平受荷桩性能的有限元分析

为了进一步了解单桩在水平荷载作用下的工作性状,本文采用ANSYS有限元软件对水平荷载作用的单桩受力变形进行了三维模拟分析,引入了面-面接触单元,考察了桩、土的不同设计参数对单桩水平受力性能的影响,得到了水平荷载作用下桩身的内力分布和侧向位移分布规律.通过分析比较,为合理优化桩的桩径、桩长和桩身弹性模量等参数,达到降低工程造价提供依据,供工程应用参考.     

水平循环荷载下砂土中斜单桩累积变形特性

研究斜单桩在风、浪、洋流等循环荷载作用下的累积特性. 通过用户开发子程序将砂土刚度衰减模型嵌入桩-土体系有限元模型中,实现了单桩循环受荷特性的数值分析,研究不同循环幅值及循环次数下斜单桩的变形累积规律. 研究结果表明,当桩身倾斜角由?25°逐渐过渡到25°时,在相同的静力荷载作用下,斜单桩桩顶位移及桩身相同位置处弯矩会不断增加,但在循环荷载作用下,桩顶位移与桩身最大弯矩的累积速度会逐渐下降. 当循环荷载幅值较大时,负斜桩的桩顶位移和桩身位移段深度均小于竖直桩,正斜桩的桩顶位移和桩身位移段深度均最大. 基于数值计算结果,对不同循环幅值和循环次数下的斜单桩桩顶累积位移和桩身最大弯矩进行拟合分析,提出适用于斜单桩的累积变形特性预测方法.     

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.     

大直径桩承载性状分析的三参数荷载传递函数和迭代算法

介绍了桩身和桩端的三参数荷载传递函数模型，推导了桩顶荷载-沉降关系P-S曲线的迭代算法，讨论了荷载传递函数模型中各参数对桩顶荷载-沉降关系曲线的影响；采用该文所推导的桩顶荷载-沉降关系P-S曲线的迭代算法，计算了南京两个实际工程中的两根大直径桩的桩顶荷载-沉降关系曲线，计算的曲线与静载试验得到的曲线吻合很好．这表明，文章提出的方法对计算大直径单桩的曲线具有较好的适用性，利用桩身和桩端的三参数荷载传递函数模型和迭代算法分析大直径单桩的承载性状是可行的．     

深厚软基超长大直径钻孔灌注桩承载性状试验研究

为了验证设计所取的参数是否可靠,采用单桩静载试验方法研究深厚软基超长大直径钻孔灌注桩的承载性状,对不同荷载作用下桩的沉降量、承载性能、荷载的传递规律和桩侧摩阻力分布规律进行了分析.同时,基于试验所测得的数据,结合大理洱海地区具体土层结构、性质特点,用有限元法对钻孔灌注桩受力性状进行仿真模拟.研究结果表明,桩承载能力完全能满足设计荷载要求,并且尚有较大的富裕承载能力.研究成果对该地区及类似地质条件下超长大直径桩的设计提供有益的参考.     

桩静载荷试验数据的拟合分析和荷载传递参数计算

采用荷载传递函数的分析方法,模拟计算桩土之间的应力与位移关系.选取了合理的荷载传递模型,并解出了考虑桩土共同作用的桩身荷载和沉降关系的传递微分方程,得到桩顶荷载与桩顶沉降的关系式.分析整理已有的荷载传递参数推导方法,根据收集的工程地质勘察报告,统计分析得到一定的杭州某些地方地层荷载传递参数.把所算得的荷载传递参数代入所得到的桩顶荷载与桩顶沉降的关系式,结合工程实际土层埋深计算,反复迭代计算得到单桩的荷载沉降曲线,并与工程实际静载荷试验结果进行对比,结果较精确.     

京石客专声屏障桩基础受力特性数值分析

运用ABAQUS软件对京石客专声屏障桩基础在竖向荷载作用下的受力特性进行三维模拟,分析采用不同的桩长、桩径、桩身混凝土情况下,重点分析桩顶的位移和桩身内力的大小及分布规律。结果表明：本桩基础的竖向承载力很大,桩径的大小对桩的沉顶沉降影响比较大,桩长的大小对桩的沉降有一定的影响,桩身混凝土的强度对桩顶沉降影响较小。     

任意倾角斜桩承受任意平面荷载的弹性分析

假设地基土体为半无限弹性体,考虑桩身的具体形状,分析了斜桩桩顶受任意平面荷载作用下的受力变形,并建立了积分方程式.采用数值方法,利用Gauss积分技术,得到了桩顶位移解答.对相同竖向荷载作用桩身不同倾角时桩顶沉降的特性,以及直桩在不同倾角的荷载作用下桩顶沉降特性进行了分析.以桩顶沉降控制作为桩基承载力设计的标准,认为直桩可以承受小于10°倾角的倾斜荷载,承受竖直荷载的斜桩可以有小于10°的倾角.     

组合荷载作用下倾斜桩基横向承载特性

为研究竖向与横向荷载组合作用下倾斜桩基的横向承载特性,结合珠海市横琴桥桩基选型工程开展了室内模型试验和数值模拟,在此基础上分析了不同桩身倾角、不同桩顶间距、不同竖向荷载及不同层厚比条件下倾斜桩基在组合荷载下的受力及变形特性。结果表明：增大桩身倾角、桩顶间距、承台顶竖向荷载、层厚比有利于提高倾斜桩基横向承载力,其中桩顶间距对桩基横向承载力的影响最大,其次分别为桩身倾角、承台顶竖向荷载、层厚比。倾斜桩基中的2#角桩桩顶弯矩最大,1#角桩桩顶弯矩次之,3#中桩桩顶弯矩最小;各基桩桩顶弯矩随桩身倾角、桩顶间距的增大而减小,随竖向荷载的增大先减小后增大;各基桩桩顶横向荷载分担随桩身倾角、桩顶间距及承台顶竖向荷载的增大趋于均匀。倾斜桩基右侧地基土横向变形随横向荷载的增大而增大,桩基左侧地基土横向变形随横向荷载的增大几乎不变,但其桩-土脱离程度逐渐增大;增大桩身倾角可减小桩-土脱离的程度;靠近承台底的地基土位移等值线呈波浪形,远离承台底的地基土位移等值线呈椭圆形。     

单桩承载力预测的PSO-Logistic模型

分析了桩的荷载传递规律,指出在桩顶静荷载作用下,单桩承载力的变化经历了发生、发展、成熟并趋于饱和的过程。运用生物生长观点,将Logistic函数模型用于单桩极限荷载的预测中,给出了模型参数估计的粒子群优化(PSO)方法,并通过实例分析将PSO-Logistic模型与常用预测模型进行了对比。结果表明:桩的荷载-沉降曲线可用Logistic函数描述,且PSO-Logistic模型的预测精度更高。     

能量桩群桩基础沉降特性分析

基于荷载传递法,考虑桩-桩相互作用并引入Pyke准则模拟桩-土界面上的加卸载行为,确定桩-土相互作用模型参数,从而建立能量桩双桩基础的沉降特性分析方法,并推广到能量桩群桩.通过与文献中实验数据的对比分析,验证了所提方法的可靠性.结合算例,利用该方法对在纯力学荷载、纯温度荷载以及热力耦合作用下的能量桩群桩基础沉降特性进行...     

群桩基础非线性有限元强度折减法极限分析

受到静载荷试验条件限制,群桩基础的极限载荷是通过单桩载荷试验极限值修正来确定群桩基础的极限载荷,所判定的极限载荷值往往缺少客观性。文中建立了多变量群桩基础承载力泛函数,首先基于加载过程中桩土系统的岩土材料强度参数与载荷施加参数具有相互匹配的同时性关系,引入强度折减系数,提出了基础安全储备系数,用以表示所施加外载荷与真实极限荷载的比值。其次,极限条件下群桩的桩端材料发生塑性变形,桩土系统从一种稳定状态快速进入另一种稳定状态的突变关系,在荷载位移关系上具体表现为拐点后出现一铅直线段,据此建立了群桩基础有限元强度折减法极限载荷判定条件。最后使用ANSYS软件进行了螺旋群桩基础的三维有限元强度折减法的工程应用分析,当外载荷207 800 N时的安全储备系数为1.16,极限荷载计算值为241 048 N小于静载荷试验判定极限荷载值249 400 N,误差3.35%,验证了群桩基础强度折减系数法的可行性。     

半刚性基层沥青路面温缩裂缝的有限元分析

运用有限单元法计算了半刚性基层沥青路面温缩反射裂缝尖端的应力强度因子，并对影响其大小的各因素进行了敏感性分析，结果表明：基层和面层的模量、温缩系数增大会不同程度的导致裂缝尖端应力强度因子的增大；而增加面层厚度能有效降低温缩裂缝尖端强度因子．研究了行车荷载与温度荷载耦合作用下裂缝尖端应力场的强度特征，在这2种荷载共同作用时的裂缝扩展为复合型扩展．     

循环荷载下长短桩桩网复合地基变形试验研究

通过长短桩桩网复合地基的模型试验,分析有、无土工格栅及不同幅值循环荷载下复合地基沉降、长短桩桩身应变及土工格栅应变的特性. 试验结果表明,土工格栅的加入会改善循环荷载下复合地基的整体性能. 复合地基沉降、桩身应变及土工格栅应变主要发生在循环荷载作用前期. 增大循环荷载幅值不仅会增大复合地基总沉降,还会加快沉降发展的速率. 复合地基的沉降与循环次数的关系可以用指数函数表示. 土工格栅的拉膜效应将部分荷载由桩间土传递到桩上,相比于没有土工格栅的复合地基,有土工格栅的复合地基中长短桩的应变更大,且此时长桩桩帽处的土工格栅会承受更大的拉力,应变相较于桩间土处更大;循环荷载下的长桩上部应变增量较大,下部应变增量较小.     

纵向剪切波作用下长型地下结构与Pasternak地基相互作用研究

为了研究在剪切波沿地下长型结构纵向传播情况下,惯性力对于结构与地基动力相互作用的影响,采用Pasternak地基模型,分别建立长型地下结构静力平衡方程、自由振动方程和强迫振动方程.通过振型叠加法将偏微分方程简化为常微分方程,利用微分算子法分别求得静力平衡方程、自由振动方程和强迫振动方程的解析解.通过算例计算,考虑地基土硬度对于地基基床系数k0、剪切波速vs、泊松比υ、地基土剪切模量G0的影响,比较并分析静力平衡方程解与强迫振动方程解的差别,得出当地基土硬度较大的情况下惯性力影响较小的结论.     

钢纤维水泥基复合材料增强作用的理论研究

本文全面考虑了纤维的阻裂作用和复合增强作用，并以损伤力学为基础对钢纤维混凝土材料的受力工作过程进行了研究。不仅推出了初裂温度、极限强度的计算公式，而且还给出了钢纤维混凝土的损伤本构方程。     

高压旋喷桩复合地基的基本特性

为了研究在垂直荷载作用下高压旋喷桩复合地基的性状及其工作机理,通过试验等方法说明了高压旋喷桩的力学性质.在垂直荷载作用下,桩、土都可以承担上部荷载作用,进而能大幅度提高复合地基承载力,改变了桩传递轴向应力的特征,减小了基础底面的压力等.通过研究,从理论上对高压旋喷桩复合地基的基本特性有了更清楚的了解.     

岩质边坡上基桩数值模拟与正交试验设计

目的研究岩质边坡上基桩的受力及变形特性,考虑多种因素的复合作用下基桩的受力及变形的影响.方法结合正交试验设计原理对岩质边坡上桥梁基桩进行设计,并采用大型通用非线性有限元分析软件MSC.Marc对其进行数值模拟,以分析这些因素变化对基桩的变形及受力的影响规律.结果运用正交设计及有限元法得到的结果与一般工程经验相符,具有一定的可靠性.其中各个因素对水平位移的贡献主次顺序为：内摩擦角〉竖向荷载〉均布荷载〉水平荷载〉边坡坡度〉黏聚力〉桩径,而对最大弯矩值的贡献主次关系为：内摩擦角〉桩径〉黏聚力〉边坡坡度〉水平荷载〉均布荷载〉竖向荷载.结论桩周岩体的强度对基桩的位移和内力影响最大,在施工中应尽量保护桩周岩体的完整性和强度.此外,岩质边坡上基桩表现出被动桩的特性,坡顶分布荷载对基桩位移影响也较大,在施工过程中也应尽量避免在坡顶产生较大堆载.     

中继模式无线电能传输系统

针对三线圈中继模式的磁耦合无线电能传输系统进行了研究,根据经典电路理论建立了传输系统的数学模型。研究了影响系统输出功率以及电能传输效率的因素。实验表明:负载上获得的功率和系统的电能传输效率会随着谐振频率的升高而增大,但并非纯粹的线性关系;同时,负载电阻与电能传输效率之间存在最佳工作点,这也验证了模型的正确性。     

层状地基中桩的轴向静载沉降特性

采用双折线荷载传递函数,根据桩在竖向静载下的荷载分布与传递规律,运用功的互等定律,导出了一组 确定层状地基中桩的轴向荷载沉降曲线的解析简化递推算式,可根据桩侧介质的分布情况和桩的形状对桩进行 沉降分析模拟,能较精确确定桩的轴向静载沉降曲线,同时推导了桩顶刚度系数的迭代公式,以此为基础可确定 桩的承载力。结合运用实例进行了论证,说明了方法的有效性和正确性。