流变性软土地层桩基沉降位移的粘弹性解析方法

考虑流变性软土地层桩基工程特性,并通过构建桩底土体虚拟柱状结构模型,建立了由桩体变形和桩底沉降时效特性的桩基沉降位移计算模型及其理论解。研究了桩基承载模式及其随荷载的演变规律、对应承载模式条件下桩基沉降位移及其时效特性。结果表明:软土地层中桩基荷载通过桩周阻抗自上而下传递,桩基承载模式随荷载增大存在摩擦承载模式、摩擦与桩端共同承载模式及其随荷载与环境条件逐步演化的动态关系;当桩基处于摩擦承载模式时,桩基沉降位移等于桩体压缩瞬态弹性变形;当桩基承载模式处于摩擦与桩端共同承载状态时,桩基总位移为桩体变形和桩底土体沉降位移的叠加,受土体的流变特性影响,桩基总位移呈现显著的时效特性,且随荷载增大桩端承载效果以及桩基位移的时效性愈加显著。     

饱和软土中预制桩承载力时效的研究

为研究饱和软土中预制打入单桩承载性能的时间效应,结合天津大港电厂二期工程的静力试桩,对混凝土预制桩和钢管模型桩分别进行了沉桩不同休止时间、不同加荷程序的静载试验,并对桩身荷载传递进行了测试。通过试验结果分析,对饱和软土中预制打入单桩的时效特性提出了一些见解,并对如何考虑时效特性来确定单桩承载力的方法提出了建议。     

考虑桩土共同作用的桩筏基础应用浅析

桩筏基础设计中,通常只考虑桩承担上部荷载,而不考虑承台底土体的承载作用.在复合桩基理论基础上提出考虑桩与土体共同作用的计算方法,能充分发挥桩间土体的承载力,减少桩数,在复杂地质条件下使用,经济效益显著.     

塑料套管混凝土桩承载试验及沉降计算方法研究

塑料套管混凝土桩(TC桩)是由预先打设在地基中的塑料套管内浇注混凝土组成的,适用于软土地基处理工程中,具有承载力高、施工速度快和成桩质量可靠等优点。通过TC桩承载力的模型和现场试验,研究了TC桩的工作性状,并考虑到路堤柔性荷载下刚性桩复合地基桩土存在沉降差,分别采用Mindlin应力解计算塑料套管桩群在复合地基中产生的附加应力,采用Boussinesq解计算地基土荷载产生的附加应力,叠加塑料套管桩群桩和地基土产生的附加应力,采用分层总和法计算复合地基沉降量。研究结果表明:TC桩承载力具有明显的时效性,其不同间歇期的承载特性有显著差别;所建立的TC桩沉降计算方法的计算值与实测值相一致。     

饱和软土中预制桩承载力时效的研究

为研究饱和软土中预制打入单桩承载性能的时间效应,结合天津大港电厂二期工程的静力试桩,对混凝土预制桩和钢管模型桩分别进行了沉桩不同休止时间、不同加荷程序的静载试验,并对桩身荷载传递进行了测试。通过试验结果分析,对饱和软土中预制打入单桩的时效特性提出了一些见解,并对如何考虑时效特性来确定单桩承载力的方法提出了建议。     

基于桩侧广义剪切模型的大直径超长灌注桩承载变形计算方法

大直径超长灌注桩桩身变形较大,桩侧与土体易出现明显的界面滑移,传统剪切位移法难以适合其承载变形计算。基于大直径超长灌注桩桩–土剪切作用性状及桩侧摩阻力发挥特点,采用剪切位移和剪切滑移两阶段法描述其桩侧摩阻力发挥过程,形成桩侧广义剪切模型;在此基础上,采用传递矩阵增量方式建立大直径超长灌注桩承载变形计算方法,并给出计算参数的取值。该方法考虑了桩侧摩阻力发挥的非线性、桩端承载的非线性及桩身材料的非线性,并考虑了桩–土滑移后桩侧摩阻力软化特性及桩端后注浆对桩端承载性状的影响。工程实例计算结果与现场试桩实测值较为吻合,表明基于桩侧广义剪切模型建立的大直径超长灌注桩承载变形计算方法具有合理性与可行性。     

软黏土中劲性复合桩水平承载特性p-y曲线研究

劲性复合桩(SC桩)是一种将高强度混凝土桩与水泥土桩相结合的新型桩基。为研究软黏土中SC桩水平承载力理论计算方法,将水泥土视为硬黏土,基于现有软黏土和硬黏土中桩基的p-y曲线形式,考虑水平荷载作用下桩周水泥土和软黏土的土抗力分担比例,推导了p-y曲线中两个重要参数p_u和y₅₀的修正因子,进而建立了软黏土中SC桩水平承载特性p-y曲线计算方法。通过与3个现场试验的实测结果的对比分析,验证所建立的p-y曲线法的准确性与可靠性,继而开展SC桩水平受荷性能影响因素分析。结果表明:所建立的理论计算方法可以有效预测SC桩的水平承载特性,且当桩身变形较大时应考虑混凝土芯桩的非线性影响。水泥土桩桩径(D)对SC桩水平承载性能影响显著,当水泥土桩与混凝土芯桩的桩径比(D/d)从1.0增至3.0时,120 kN水平荷载下的桩头位移从25.8 mm减至5.1 mm,且桩身最大弯矩值减小51.0%;桩身水平承载性能受水泥土桩桩长(L)的影响较大,但当长径比(L/d)超过10后,桩身内力位移趋于稳定值;适当地增加水泥土桩强度与混凝土芯桩弹性模量也可提高SC桩的水平承载性能。     

珊瑚礁钙质土中桩基工程承载性状研究

 博士学位论文摘要　在钙质土这种特殊岩土介质中的桩基工程具有特殊的承载性状。本文全面综合了钙质土中桩基工程现有的研究成果, 通过室内模型桩试验、理论分析、数值计算等方法对钙质土中的桩基承载性状进行了系统的研究。(1) 简要分析了钙质砂砾特殊物理力学性质, 提出了一种考虑内摩擦角随围压增大而减小的钙质砂非线性剪胀K2G 模型;(2) 详细分析了钙质砂中桩侧摩阻力性状及其影响因素, 通过桩土界面摩擦特性研究, 从桩土共同作用角度出发, 指出了桩侧土的压缩性是影响挤入桩桩侧阻力的重要因素, 因颗粒破碎而产生较大压缩性是钙质土低桩侧阻力的重要成因, 并在此基础上, 探讨了考虑桩侧土压缩性的挤入桩桩侧阻力理论计算方法;(3) 详细分析了钙质砂中桩端阻力性状及其影响因素, 指出桩端土的颗粒破碎而产生较大变形是造成低桩端阻力的主要原因。同时结合球形孔穴扩张桩端破坏模式, 提出了一个考虑变形参数的桩端阻力计算理论模型, 并在此基础上建立了一个简单计算模型;(4) 针对珊瑚礁软硬互层地基问题, 提出了拟三层弹性连续体系中桩端持力层应力分析模型, 建立了该类地层桩端阻力理论计算模型的解析解, 并由此解决了桩端礁灰岩层的冲剪阻力计算问题和临界厚度的确定方法;(5) 在考虑钙质砂桩基承载性状特征前提下, 运用荷载传递函数法, 成功地导出了变剪切刚度系数的单桩荷载——沉降非线性计算模型的解析解, 并进行了试验验证;(6) 分析了珊瑚礁区典型特征波浪对大、小直径桩的波浪力, 通过模型试验, 分析了钙质砂中桩基水平承载性能, 并进行了与一般石英砂的对比分析。     

预制桩竖向承载性能设计理论研究

 对预制桩的竖向承载性能进行计算研究, 提出了一种分析预制桩竖向承载性能的新方法。将优化反分析理论与改进的弹性理论法相结合, 所编制的预制桩轴向承载性能优化反分析计算程序, 不仅可模拟计算预制桩静载试验的荷载沉降曲线, 而且可根据静载试验实测的桩顶荷载沉降曲线反演分析计算出桩周土力学参数。对大量的静载试验资料进行优化反分析计算, 并对所得到的土力学参数进行统计分析, 得出一整套较能反映实际、实用可靠的土力学参数值, 用于指导设计并模拟计算预制桩的竖向承载性能。     

大直径钢管桩竖向承载力计算方法研究

随着海上油气资源的深度开发与海上风电工程的投资建设,大直径钢管桩基础以其结构简单、安装便利、承载性能优越的独特优势被广泛使用。随着钢管桩直径的增加,其承载模式有别于传统的小直径桩。分析了太沙基、梅耶霍夫、别列柴策夫深基础承载力理论公式与建筑桩基技术规范、港口工程桩基规范、API、DNV规范以及考虑土拱效应的计算方法之间的差异性,并应用上述方法计算了实际工程中大直径钢管桩的竖向承载力,将计算结果与动测结果进行对比。结果表明:理论算法中太沙基法与梅耶霍夫法计算值较大,别列柴策夫公式和考虑土拱效应计算法相对准确;建筑桩基技术规范、港口工程桩基规范相对于API、DNV规范更加保守。     

塑料套管混凝土桩荷载-沉降特性现场试验

塑料套管混凝土桩(以下简称TC桩)是由预先打设在地基中的塑料套管内浇注混凝土组成的。以TC桩软基处理的交通运输工程为依托,对TC桩单桩和复合地基进行了静载试验以了解TC桩的荷载-沉降特性。试验结果分析表明:TC桩单桩和复合地基的荷载-沉降曲线中无明显陡降且沉降量较低,现有规范难以确定其极限承载力,故引入了5种单桩极限承载力的经验判定方法和复合地基极限承载力经典计算公式,并提出了3条TC桩单桩极限承载力的基本判定原则,表明在实测荷载-沉降曲线的基础上,Chin法较适合判定TC桩单桩和复合地基的极限承载力。     

静力触探估算软土地区打入桩的单桩承载力(双用探头)

本文根据上海及东南沿海软土地区的静力触探资料与118根钢筋混凝土打入桩静荷载试验对的比分析,提出了利用静力触探估算单桩极限承载力的经验公式。并对上述桩的估算结果进行了分析和评价。     

泥岩持力层的管桩承载力试验研究

对管桩竖向承载性能进行了试验研究和理论分析，结合某管桩基础工程大量施工资料和静载试验桩顶、桩底位移测量结果，探讨了桩端持力层的受力特性，给出了桩端轴力计算的修正公式。根据实测复打前后的静载试验资料，利用预制桩竖向承载性能优化反分析计算程序计算分析了桩周及桩端土阻力参数。最后，综合分析了软岩作为桩端持力层时管桩应用的局限性。     

Influence of soil reinforcement on the uplift bearing capacity of a pre-stressed high-strength concrete pile embedded in clayey soil

This paper presents a field study on the uplift bearing capacity of a pre-stressed high-strength concrete (PHC) pile embedded in clayey soil, and on the soil around the PHC pile that was treated with cement paste. The PHC pile was inserted into a pile hole filled with cemented soil by its own weight (by gravity), and the soil compaction effect of a conventionally driven pile induced by the installation process was avoided. The test results showed that: the pile head displacement needed to fully mobilize the uplift bearing capacity of the test piles was about 0.1 D (pile diameter); the ultimate skin friction of the PHC pile–cemented soil interface was much larger than that of the cemented soil–soil interface; the PHC pile and the cemented soil around the pile behaved as an integral pile in the load transfer process; and the measured ultimate bearing capacity of the test piles was 0.91–0.94 times the American Petroleum Institute (API)’s proposed values for piles under compression and 0.79–0.80 times the values calculated with the effective stress method for piles under compression.     

Regressive approach for predicting bearing capacity of bored piles from cone penetration test data

In this study, the least square support vector machine(LSSVM) algorithm was applied to predicting the bearing capacity of bored piles embedded in sand and mixed soils. Pile geometry and cone penetration test(CPT) results were used as input variables for prediction of pile bearing capacity. The data used were collected from the existing literature and consisted of 50 case records. The application of LSSVM was carried out by dividing the data into three sets: a training set for learning the problem and obtaining a relationship between input variables and pile bearing capacity, and testing and validation sets for evaluation of the predictive and generalization ability of the obtained relationship. The predictions of pile bearing capacity by LSSVM were evaluated by comparing with experimental data and with those by traditional CPT-based methods and the gene expression programming(GEP) model. It was found that the LSSVM performs well with coefficient of determination, mean, and standard deviation equivalent to 0.99,1.03, and 0.08, respectively, for the testing set, and 1, 1.04, and 0.11, respectively, for the validation set. The low values of the calculated mean squared error and mean absolute error indicated that the LSSVM was accurate in predicting the pile bearing capacity. The results of comparison also showed that the proposed algorithm predicted the pile bearing capacity more accurately than the traditional methods including the GEP model.     

嵌岩灌注桩的轴向承载力

本文通过对大型试桩资料的分析研究,提出了嵌入无覆盖层的软质岩石中的桩轴向承载力的计算方法。该方法用非线性的土阻力数学模型,应用实测资料求出了阻力函数中反映岩土物理指标的参数,算出了与实测值相吻合的荷载-位移曲线,提出了容许荷载、容许位移的指标。在提供设计使用时,采用非线性刚度系数,并配合横向抗力计算编制了嵌岩桩计算程序。该程序已应用于大型桥梁的桩基设计中。     

超长大直径钻孔灌注桩的承载力检测与分析

介绍了用锚桩反力法对某近海桥梁工程试验桩进行承载力检测的情况，给出了该桩的极限承载力推荐值及桩侧摩阻力实测值；分析指出大直径钻孔灌注桩的尺寸效应、成孔时间及泥浆厚度是桩侧摩阻力实测值小于勘察报告推荐值的主要原因；并提出对桩径小于800mm的钻孔灌注桩，无论是砂层还是粘性土层，同样存在桩侧摩阻力尺寸效应现象。     

基于BP神经网络的静压桩承载力时间效应预测

基于珠海软土地区3根PHC管桩隔时复压试验数据,采用BP神经网络建立了静压桩承载力时间效应的BP神经网络模型来预测静压桩的长期承载力。在建模过程中将桩长、桩截面积、土体摩擦角、土体变形模量、渗透系数、最终压桩力及休止期等与静压桩承载力密切相关的7个参数引入到输入层,用Visual Basic语言编制了以最终压桩力和休止期为主要输入因素的计算程序,程序可以对比显示计算和实测曲线。在样本训练和学习过程中,任意选取2根桩的试验数据来预测第3根桩的长期承载力。通过对施工现场工程桩的试算,预测结果与实测值较为吻合,表明提出的BP神经网络模型用于预测静压桩长期承载力是切实可行的。     

群桩横向承载力的分项综合效应系数计算法

本文根据原型和接近于原型的群桩横向承载力的系统试验结果,分析了横向荷载下桩的相互影响效应、桩顶约束效应、承台侧抗效应及基底摩阻效应,在此基础上提出了群桩横向承载力的分项综合效应系数计算法,并以试验结果进行了验证,说明用该法计算群桩横向承载力简便可行。