群桩基础水平动力响应简化边界元频域解答

在水平振动或地震作用下,建立圆形桩与土的动力相互作用简化边界元模型,采用动力相互作用因子对群桩基础顶部的惯性响应和运动响应进行分析。桩身运动方程考虑了群桩动力相互作用以及由土体位移引起的被动桩效应,得到了频域内固定群桩基础顶部的水平动力响应的弹性解答。结果表明,简化边界元模型通过土体位移系数,考虑了沿桩身长度方向的土体相互作用,较为准确地得到了桩身运动弯矩,将其运用到群桩基础的计算中,可以用于评估动力作用下群桩基础的桩顶水平阻抗和桩土运动响应。     

循环水平荷载作用下的群桩性状分析

在实际工程中,很多桩基础的破坏是风、波浪或者地震等循环水平荷载的作用所致,且这些桩基础往往布置成群桩的形式。结合前人的试验模型和理论研究成果,探讨了循环水平荷载作用下桩—土之间的相互作用、循环水平荷载对桩身刚度的影响,以及桩与桩之间的相互作用效应,循环水平荷载对群桩荷载分配及群桩基础轴向承载力的影响。     

输电线路PHC管桩单桩及群桩水平承载性能试验

依托淮南—南京—上海1 000kV交流特高压输电线路工程建设,选择淮南典型黏土地基,开展了3个带承台PHC管桩单桩、2×2和3×3两种布置方式下的5个PHC管桩群桩现场试验,分析了水平力作用下PHC管桩单桩及群桩基础的荷载-位移曲线特征,并基于试验得到的基础水平承载力特征值,进一步分析了PHC管桩单桩及群桩水平力承载性能。结果表明:水平力作用下PHC管桩单桩及群桩的荷载-位移曲线均呈"缓变型"变化规律,可将6mm水平位移所对应水平承载力的75%作为基础水平承载力特征值;基于单桩和群桩基础水平承载力特征值计算得到PHC管桩群桩效应系数为0.98,群桩基础水平承载性能良好;增大PHC管桩群桩的桩间距、扩大承台尺寸可显著提高PHC管桩群桩基础水平承载性能;当桩长达到一定长度后,桩长增加对提高其水平承载力并不显著。     

工字形布桩群桩基础在大跨度拱形建筑结构中的应用北大核心CSCD

大跨度拱形建筑结构在拱脚处会产生较大双向水平推力,因此此类建筑结构的群桩基础基桩数量众多。为研究此类基桩数量众多的群桩基础各排基桩的受力特性,结合某大跨度拱形建筑,采用三维有限元软件PLAXIS 3D建立地基土及群桩基础模型。通过对不同桩中心间距的矩形布桩群桩基础计算各排基桩受到的桩周土体作用力,得到本项目桩中心间距为桩径的2.5倍是较优解的结论。此外,还得到如下一些可借鉴应用于相似项目的有益结论:基桩数量众多的群桩基础的前两排基桩及外侧基桩(不包含最后一排内部基桩)受到的桩周土体作用力较大,可为群桩基础提供较大的抗侧刚度;并以此提出一种能高效抵抗拱脚水平推力的工字形布桩群桩基础。     

斜向抗拔螺旋群桩基础承载性状试验研究

通过3桩等边三角形承台原型群桩基础的4次斜向抗拔、2次垂直抗拔和5次单桩垂直抗拔试验,绘制了相应的荷载位移关系曲线。依据地基变形特点和曲线变化特征,建议采用具有明确物理特征的H-(△x/△H)曲线判定螺旋群桩基础水平方向极限荷载,垂直方向抗拔极限荷载依据单位荷载的桩顶位移变化率、桩顶位移增量以及地基变形特征判定,并讨论了群桩基础在斜向荷载和垂直荷载上拔过程中的群桩效率。试验表明:抗拔群桩基础的群桩效率与外荷载的作用角度有关,斜向抗拔螺旋群桩基础的群桩效率小于垂直抗拔群桩基础的群桩效率,荷载水平分量加快了该种群桩基础的上拔破坏,斜向抗拔群桩的极限破坏荷载和极限位移要小于垂直抗拔螺旋群桩基础。     

广义群桩水平承载力计算方法探讨

从广义的角度出发,根据规范中的群桩基础水平力计算的条件,结合工程实例,通过分析单桩承载力计算方法给出了群桩基础水平承载力计算公式,从而指导实际工程中群桩水平承载力计算。     

大水平力作用下群桩基础计算

对大水平力作用下的钢管桩群桩基础的计算过程中遇到的一些问题进行讨论,主要对群桩基础进行荷载分析,对斜桩的受力特点以及计算中的常见问题进行分析。     

群桩效应对砂土地基中高桩承台群桩基础抗震性能的影响

针对我国广泛使用的高桩承台群桩基础,基于一组砂土地基中桩柱式基础的抗震试验数据和分析模型,建立了合理的高桩承台群桩基础Pushover分析有限元模型,分别研究在峰值和极限状态时,不同桩基自由长度和不同砂土密度条件下,群桩效应对高桩承台群桩基础整体峰值抗力和变形模式、桩顶水平剪力分配、桩身截面弯矩分布、桩身水平变形和曲率分布的影响,并讨论自由长度和砂土密度对群桩效应的影响。结果表明:群桩效应使基础峰值抗力降低;使峰值状态时承台和桩身水平位移增加,承台转角减小,而对极限状态时承台和桩身水平位移以及承台转角的影响主要依赖于自由长度大小;群桩效应对桩基剪力分配的影响较小;群桩效应对桩身分布弯矩峰值影响较小,但是对弯矩沿桩身的分布和桩身分布曲率峰值影响很大,且这种影响对于后排桩最大,中排桩次之,前排桩最小,自由长度和砂土密度对此时群桩效应的影响均较大。     

分层土中支盘桩水平承载特性模型试验研究

制作支盘桩单桩和群桩模型试验装置,对处于分层土和均质土中的单桩和群桩基础进行室内水平静载荷模型试验,分析土层性质和承力扩大盘位置对桩水平承载特征的影响.结果 表明上层土的性质对支盘桩水平位移、桩身弯矩和桩侧土压力的影响明显,特别是对扩大盘靠近桩身上部的单桩,上层土加固能显著降低桩顶的水平位移,提高桩的水平承载力;对支盘桩群桩基础,扩大盘所处的上层土较软弱时,群桩效应明显;上部土层加固后群桩效应减弱,各基桩近似独立工作,再加上承台对桩顶的固接约束作用,桩身弯矩和桩侧土压力均显著减小.     

水平承载下超大群桩受力变形特性的模型试验研究

李子沟特大桥是内昆线上的重点工程,采用了超大群桩基础。为了进一步完善对超大群桩基础的力学行为的认识,运用模型试验分析了在水平承载下超大群桩基础的内力分布特点、群桩的承载性状和受力变形特性,得出了在不同荷载水平作用下,桩身各截面弯矩和水平位移等关系曲线和数据。试验结果表明,桩体上部受荷载的影响最为显著,最大弯矩发生在与承台连接附近的桩身处,弯矩沿桩身向下呈非线性递减,沿荷载作用方向桩前后土体的力学行为是不同的。     

软弱夹层对深基坑水平位移影响的数值模拟分析

以某深基坑支护工程为背景,研究了软弱夹层对基坑水平位移的影响。利用有限元分析软件PLAXIS 2D和M C土体本构模型对该工程排桩预应力锚杆支护段进行数值模拟。对比分析了软弱夹层的黏聚力、内摩擦角、厚度、埋置深度对基坑水平位移的影响,得到了这些因素对基坑水平位移的影响规律。结果表明:软弱夹层的存在对基坑水平位移有较大影响;内摩擦角对基坑水平位移的影响比黏聚力更加明显;黏聚力和内摩擦角同时变化引起基坑水平位移的变化大于单一参数变化引起的基坑水平位移变化之和;基坑水平位移随软弱夹层厚度的增大而增大;随着埋置深度的增大,基坑水平位移呈现先增大后减小的趋势。     

基坑开挖卸荷引起的公路桥梁桩基变形受力响应

采用两阶段分析法分析基坑开挖卸荷作用下公路桥梁的受力变形规律,首先基于明德林解析解,利用复合辛普森公式进行数值积分求解得出基坑侧壁卸荷与坑底卸荷同时作用下土体内桩体位置处的水平附加应力; 其次采用Kerr三参数地基模型建立公路桥梁桩基的挠曲微分方程,结合水平附加应力,利用有限差分数值计算方法得到桩基挠曲微分方程的数学解析矩阵表达式。利用所得计算公式对公路桥梁桩基附近有基坑开挖的工况进行计算,并通过与数值模拟计算结果的对比验证所提计算方法的有效性; 最后针对桩基轴向荷载大小、基坑与桩基距离及基坑三维尺寸进行了影响因素分析。结果表明:桩基轴向荷载的变化对桩基水平位移及桩身弯矩影响不明显; 随着桩基与基坑距离的加大,桩基水平位移及最大弯矩逐渐减小,并且在较大距离范围内桩基水平位移及弯矩变化愈发平缓; 开挖深度对桩基水平位移及弯矩的影响远大于开挖长度和开挖宽度,基坑开挖宽度对桩基的影响最小。     

基坑开挖对邻近地铁变形的影响分析

本文通过基坑开挖对邻近地铁隧道影响的原型案例分析,归纳基坑开挖引起邻近隧道沉降、水平位移及收敛变形的主要因素,研究结果表明:邻近隧道的基坑开挖对隧道的沉降和水平位移均产生较大的影响,隧道产生的变形在空间上表现为斜向坑底的位移;隧道横断面的收敛情况表现为,隧道呈现出横鸭蛋形。引起隧道变形的主要因素有基坑与隧道相对距离(水平距离和垂直距离)、开挖的时空效应等。其中基坑与隧道的相对距离对隧道的变形影响较大,当基坑与隧道的水平距离在4m以内时,隧道产生的水平位移、沉降均较大。     

深厚软弱土层地铁车站深基坑施工对既有建筑物影响分析

地铁车站深基坑施工常导致周边建筑物变形过大。基于现场监测数据，研究深厚软弱土层地铁车站深基坑施工对既有建筑物的影响，分析地下连续墙水平变形、土体水平位移和建筑物变形规律。结果表明，地下连续墙水平位移和土体深层水平位移变形曲线呈“鱼腹状”；端头井处墙体和土体水平位移大于标准段；地表变形曲线呈“漏斗状”；地下连续墙施工对建筑物竖向位移影响较小；距离基坑较近处，建筑物变形表现为沉降，距离基坑较远处，建筑物变形表现为隆起，既有建筑物主要表现为向基坑内侧倾斜。     

基于位移场演变特征的边坡地基破坏模型研究

地基承载力公式的推导是基于弹性半无限空间假定,对于边坡地基,由于侧限条件的改变,附加应力扩散方式受到了影响,因此边坡地基破坏模型应有别于弹性半无限空间假定下的地基。采用数字图像相关技术,对两种不同类型的地基在荷载作用下的位移场进行测量、比较,根据试验结果总结边坡地基中位移场变化特征并分析附加应力扩散特点,由此对弹性半无限空间假定中地基破坏模型进行修正。结果表明:①与弹性半无限空间中地基相比,边坡地基中载荷板下塑性区展开深度不同,压密核的形状也发生改变;②边坡地基中载荷板两侧地基土的位移场呈显著不对称状,临边坡一侧水平位移明显;③与水平地基相比,同等沉降条件下,边坡地基承载力有一定幅度的降低;④同样荷载下,边坡地基的变形显著偏大。     

水平荷载作用下横观各向同性地基力学性态研究

根据横观各向同性体各向同性面为水平时的本构方程，推导出了横观各向同性面倾斜时的本构方程，并由此得出了横观各向同性地基的自重应力计算公式以及在各种水平荷载作用下地基中的附加应力解析解。通过实例计算，发现横观各向同性地基与各向同性地基力学性态的差异之处，并从自重应力角度较好地解释了水平应力大于竖直应力和水平应力的各向异性的重要实测现象，得出了一些有益于工程设计的结论。     

江门体育中心体育场桁架拱基础设计

江门体育中心体育场采用不对称看台,西看台屋盖钢结构由桁架拱、桁架梁以及飘蓬组成。桁架拱跨度266.44m,两端拱脚落地。竖向荷载作用下拱脚的水平推力达14570kN。由于支座水平刚度对桁架拱结构的整体稳定性影响很大,需寻求一种能够承担拱脚水平推力并满足水平刚度要求的基础形式。经比较几种可能的基础方案,确定采用钢筋混凝土地下连续墙箱形基础。采用规范计算公式、现场原位试验以及结构仿真分析,对桁架拱基础水平抗侧刚度进行计算分析。工程竣工后基础的位移监测结果表明,基础的水平刚度满足设计要求。     

刚性桩复合地基水平受力性能有限元分析

应用静力弹塑性有限元方法分析了群桩刚性桩复合地基在水平荷载作用下的反应规律 ,考察了不同设计参数对复合地基水平受力性能的影响 ,得到了水平荷载作用下桩身内力的分布规律。计算结果表明 :竖向荷载的大小对复合地基的水平承载力以及在水平荷载作用下的破坏模式有所影响 ;适当厚度的垫层可减小桩所分担的水平荷载 ,有利于桩身的安全。     

某地铁车站基坑变形影响因素分析

对某地铁车站基坑变形的实测数据,如地表沉降、建筑物沉降、圈梁沉降及水平位移、围护桩体深层水平位移进行了整理,分析了监测数据产生异常的原因,并据此对基坑的安全性进行了评价,积累了地铁车站基坑施工经验。     

桩周土体横向抗力对基桩动力性能的影响

本文探讨了桩周土体的横向抗力对基桩动力稳定性的影响。研究表明,地基土横向抗力对桩的动力稳定性起加强作用,为基桩动力分析与设计提供了参考依据。