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．     

考虑土体结构性损伤的静压桩承载力及时效性研究

考虑静压桩沉桩施工引起的桩侧土体结构性损伤,对Tresca屈服准则进行修正,并利用球孔扩张理论,得到考虑深度效应的极限扩孔压力的理论解。根据静压桩桩侧土体超孔隙水压力消散规律,结合Henkel理论,建立了考虑桩侧土体结构性损伤和深度效应的超孔隙水压力消散公式,并进一步得到土体地基中静压桩承载力与时间关系的计算公式。将按本方法计算的理论值与其他方法的计算结果以及实测值进行对比,验证了本方法的可靠性。在此基础上,进一步研究结构损伤系数和复压间隔时间等因素对静压桩桩侧超孔隙水压力的影响。结果表明:复压间隔时间越短,离桩中心距离越近,静压桩桩侧土中超孔隙水压力的消散速度越快,静压桩承载力越高;当径向损伤系数β_1已知,相同埋深处超孔隙水压力随着深度损伤系数β_2的增大而降低,且桩侧土体深度越深,β_2取值大小对孔隙水压力的影响越明显,从而进一步说明同时考虑土体径向和深度方向结构性损伤的必要性。     

饱和粘土中球孔扩张问题弹塑性解析

为了研究静力触探试验及沉桩扩孔等工程问题,基于修正剑桥模型,推导了不排水条件下球孔扩张问题的半解析解。将扩张球孔周围土体分为临界状态区、塑性区以及弹性区三个区域。弹性区内,利用弹性理论得到应力和孔隙水压力的解答;临界状态区及塑性区内,利用相关联的流动法则、拉格朗日分析法建立了关于应力的一阶非线性常微分方程组,以弹塑性界面处的应力分量作为初值,求解微分方程组可得到应力和孔隙水压力的解答。研究结果表明：各向同性超固结比对扩孔压力、土体应力、超孔隙水压力以及塑性区范围均具有显著影响,且扩孔过程中土体剪切模量并非常量,其随扩孔半径、各向同性超固结比的变化而变化;同时通过与已有解答进行比较,对本文方法的可靠性进行了验证。     

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.     

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.     

桩-黄土-结构体系地震动力相互作用的数值分析

引入饱和黄土的结构性动力本构模型,结合通用有限元程序建立了桩-土-结构体系的有限元-无限元耦合模型,分别考察了水平地震作用下土体结构性和超孔隙水压力对桩身截面剪应力、水平位移、水平加速度分布的影响。研究表明:结构性、超孔压没有改变桩身各曲线的分布形态,但对其大小有一定的影响。具体表现为:随着土体结构性系数的增大,桩身截面剪应力及桩顶水平位移均先增后降,存在一个峰值点;考虑超孔压时,桩身水平位移最大值、桩截面剪应力最大值和桩身水平加速度最大值都有所增大,其中后两者的分布具有反相关性;不考虑超孔压力的影响总体上是偏于不安全的。     

带受力盘塑料套管混凝土桩挤土效应试验研究

在上海软土地基中进行了带受力盘塑料套管混凝土桩沉桩压入试验,通过在试验桩桩周预先布置孔压、侧向位移、地表隆起和径向土压力监测点,探求带受力盘TC桩在沉桩过程中的桩土相互作用机理。试验结果表明:超孔压增量沿深度呈上小下大分布并在沉管拔出后迅速消散;挤土应力沿深度亦呈上小下大分布并沿径向减小,在沉管拔出短时间内骤减;土体在桩压入过程向外移动,拔管之后向内偏转;地表整体下沉,随径向距离增加下沉量变小。     

碎石桩加固液化砂土孔隙水压力变化

通过振动台对未加固与碎石桩加固的液化砂土的宏观表现及孔隙水压力曲线、孔压比曲线比较,得到碎石桩加固液化地基土不仅有挤密增强土体抗液化效果,而且随着排水,土体强度也在逐渐增强.说明工程实际中碎石桩加固液化土只考虑挤密过于保守.     

透水管桩的群桩沉桩室内模型试验研究

本文基于室内模型试验,通过透水管桩和普通管桩沉桩模型试验对比,探究群桩情况下,透水管桩加速桩周土超静孔隙水压力消散的效果和规律。通过试验表明透水管桩更有利于桩周土超静孔压消散,其促进作用沿深度方向递增,沿水平方向递减。透水管桩阻碍了沉桩完成后桩周土超静孔隙水压力的上升,从超静孔隙水压力产生的角度出发,降低了桩周土超静孔隙水压力的峰值,控制了整个桩周土超静孔隙水压力的水平,有利于超静孔隙水压力后期的消散。表明沉桩施工中,透水管桩提高了施工进度,降低了对周围环境的影响。     

饱和黏土中静压桩桩周土体强度时效性分析

天然饱和黏土中静压桩在沉桩过程中对土体造成巨大的挤压,致使桩周土体产生较高的超孔隙水压力,沉桩结束后随着桩周土体的逐渐固结,土体强度表现出明显的时效性.为研究饱和黏土中静压桩沉桩后桩周土体强度的变化规律,基于K0-MCC模型并考虑了土体初始各向异性与诱发各向异性对桩周土体强度的影响,推导出柱孔不排水扩张后桩周土体应力及超孔压的解答,并根据轴对称固结理论推导了静压桩桩周孔压消散的理论解答.在此基础上,考虑桩周土体在固结过程中的松弛效应,对沉桩结束后桩周土体强度的时变效应进行了解析,并通过离心机模型试验验证了该解答的合理性.结果表明,该解答能够较为合理地预测沉桩结束后桩周土体强度与超孔压的变化规律,而土体超固结比、静止侧压力系数和土体有效内摩擦角等因素对桩周土体强度变化存在一定的影响.饱和黏土中静压桩的承载力具有时效性,静压桩周土体强度时变规律的解答能够为静压桩时变承载力的计算提供理论依据,具有重要的现实与科学意义.     

静压桩挤土效应及防治措施研究

静压桩在沉桩过程中产生的挤土效应十分明显。沉桩时产生巨大的挤压作用使桩区及附近相当范围内的土体产生向上隆起和水平位移,桩体上抬、偏位、折断时有发生。本文介绍了静压桩的贯入机理以及沉桩挤土效应研究的发展及现状,分析了土体位移机理,并就挤土效应所涉及的几个力学问题进行了较详细地分析,总结了现有的减少沉桩挤土效应的设计和施工两方面的工程措施。结合工程实例,说明采取综合预防措施的有效性,并提出一些合理化建议。     

悬臂式管桩在基坑支护工程中的应用研究

基于土拱效应及土体M-C屈服准则,建立了桩间土拱计算模型,并得到了悬臂段桩身土反力计算公式;考虑桩身挤土效应及深度效应,利用Vesic圆孔扩张理论,推导出挤土管桩水平承载力与水平位移之间的关系式;在此基础上,利用力和弯矩平衡条件,建立了悬臂式管桩支护结构设计方法.为了验证理论公式的可行性,将计算结果、现场实测结果及朗肯土压力计算结果进行对比分析,结果表明本文计算结果与实测结果桩侧土反力相差较小,且变化趋势基本一致,并且其计算精度相对经典土压力理论得到较大的提高,验证了理论方法的可行性.     

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。     

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.     

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.     

动载荷大应变检测桩承载力土反力模型研究

为了提高动测法的预测精度,在分析桩的荷载-沉降关系Q—S曲线的基础上建立了一个双曲线土反力模型,并给出了参数的取值方法．按该模型推导了相应的动力打桩公式．通过26根桩的静载荷试验和动测资料与Hiley动力打桩公式进行了对比,结果表明,本文方法预测桩承载力较Hiley法更接近静载荷试验值,其计算精度也有所提高．     

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.     

Theoretical model for the improved PCC pile using expansive concrete

Conventional improve PCC PCC pile technique capacity,has been widely used as embankment piles for highway construction in China.To further the pile of the expansive concrete the technique pile has been applied the to the PCC pile well to replace the normal concrete recently.The use expansive concrete for PCC could which increase allows pile diameter as pile as the contact higher pressure capacity at the the pile-soil interface due to the expansion paper process of concrete,the improved improved PCC PCC to provide than conventional The PCC pile.This presents a theoretical PCC model for the new pile using expansive cylindrical concrete cavity technique.model is formulated by assuming the pile with installation soil process as large strain is undrained expansion and the subsequent pile shaft with expansion combined consolidation process simulated by is the used small to strain cylindrical problem cavity cavity expansion expansion method combined strain-controlled consolidation.model,Then,similarity solution technique solve the of in modified cam Clay(MCC)while the strain-controlled consolidation is calculated through the finite pile difference(FDM).Subsequently,comparing the suitability of PCC the pore cavity expansion solution in the interpretation of the PCC field installation The is verified by and the calculated excess the pressure with the and measured subsequent value pile in an instrumented expansion test.stress means changes of excess study.concrete pore The pressure proposed during pile installation first shaft are investigated of by pile parametric theoretical model reveals and quantifies developing the fundamental mechanism the PCC using pile expansive technique and it provides a theoretical basis for design methods of the new improved PCC in the future.