桩承式路堤土拱效应三维分析

通过模型试验和有限元分析,研究桩承式路堤中填土的破坏模式。结果表明,对于填土高度与桩净间距之比H/（s-a）≤1的低路堤,填土中的破坏面为通过桩边缘的竖直面;而对于H/（s-a）≥1.5的高路堤,破坏面为位于桩顶以上的泡状曲面,可假设为对数螺旋曲面。基于模型试验和有限元分析得到的破坏模式,建立了土拱效应的三维简化分析方法,并与有限元和文献收集得到的试验数据进行了比较。结果表明,由于采用了合适的破坏面假设,该简化方法的计算结果可靠合理。     

桩承式路堤土拱效应颗粒流分析

土拱效应是桩承式路堤中荷载传递机制中的关键因素。参照前人室内模型试验,采用颗粒流软件PFC2D建立离散元（DEM ）数值模型,对桩承式路堤中的接触力分布、主应力偏转、竖向位移和侧向位移等进行深入分析。模拟中,路堤填料和桩间土采用Disk单元模拟,桩和模型箱采用Wall单元模拟,路堤DEM 模型采用分层压实法生成;路堤填料细观参数通过建立数值双轴试验进行标定,桩间土细观参数通过建立数值压缩试验进行标定。模拟结果表明：桩承式路堤中土拱由多个不同圆心的半球形拱共同组成,拱的高度约为5（ s－ a）／6;在该高度内路堤中的主应力发生明显偏转,竖向位移量和侧向位移量较大。     

桩承式加筋路堤中土工格栅加筋效应的室内试验研究

基于室内模型槽试验,开展了考虑土工格栅的桩承式路堤变形和填土应力分布规律研究,重点研究了土工格栅抗拉强度和土工格栅层数对软土竖向位移、填土竖向应力分布和桩土应力比的影响。研究结果表明:软土竖向位移随土工格栅抗拉强度和土工格栅层数增加而减小;不同层数土工格栅作用下填土竖向应力随路堤高度的分布规律差异较大。综合考虑桩承式路堤软土变形和填土荷载向桩顶转移程度,了解研究工况下土工格栅的作用效果,可为现场路堤工程中如何选用合适土工格栅抗拉强度和层数提供依据。     

桩承式路堤中土拱效应演变规律宏细观研究

基于桩承式路堤平面土拱效应研究的室内模型试验,采用PFC2D软件建立桩承式路堤颗粒流数值分析模型,通过与试验结果对比验证了该数值分析模型的正确性。首先,基于路堤自重应力荷载作用下的颗粒流数值模拟结果,验证了平面土拱效应内拱与外拱高度理论计算公式的正确性。然后从路堤中竖向应力的分布规律、应力缩减比的变化规律以及路堤中接触力的分布规律三个角度分析了路堤表面外加荷载作用下桩承式路堤中土拱效应的演变规律。研究发现：当路堤表面外加荷载由10 kPa增大至40 kPa时,桩承式路堤中的土拱效应发挥稳定;当路堤表面外加荷载由40 kPa增大至100 kPa时,桩承式路堤中的土拱结构发生了退化并有新的土拱结构形成,在宏观上表现为软土承担竖向荷载的分担比呈现增大的趋势。     

基于Terzaghi方法的桩承式路堤中土拱效应算法改进

在桩承式路堤土拱效应分析中,考虑路堤填土实际处在极限主动平衡状态与静止平衡状态之间的工作状态,基于对Terzaghi土拱效应模型的改进,得到了桩土应力比和等沉降面高度计算式,其中取静止土压力系数和主动土压力系数之和的一半作为模型中土体的侧向土压力系数。研究结果表明：改进的桩土应力比理论计算值总体上与实测值非常接近,说明了该模型具有一定的合理性。     

桩承式路堤拱效应分析

掌握桩承式路堤中土拱效应的传力机制,建立有效的计算模型,可合理选择桩间距,这对保证工程质量和节约工程造价具有重要的作用。采用非均布荷载形式,建立了相应的土拱效应计算模型,并给出了土拱拱顶与拱脚截面等效直径变化规律的经验关系。通过理论计算桩顶应力,并与实际工程监测数据对比,结果显示二者基本吻合,验证了改进模型的可行性。     

桩承式加筋路堤三维动力流固耦合分析

为了研究交通荷载作用下桩承式加筋路堤的动力特性,采用FLAC 3D软件建立了路堤的三维动力流固耦合分析模型,对无筋无桩、有筋无桩、无筋有桩、有筋有桩4种情况的路堤在动荷载作用下的竖向位移、水平位移、桩土应力比、超孔隙水压力、加速度等进行了计算分析,对比研究了4种情况下各自的特点,揭示了桩承式加筋路堤的作用机制。数值分析结果表明：交通荷载作用下,桩承式加筋路堤通过桩体土拱效应和格栅加筋效应的联合作用,其路面竖向位移、差异沉降及路堤堤址的水平位移都比其它几种情况明显减小;桩土应力比在刚开始加载时最大,随后逐渐减小并趋于稳定;软土地基中的加速度幅值及加速度趋于稳定的时间都明显减小;软土地基中的超孔隙水压力值也远小于无筋无桩时的值。     

基于Hewlett方法的桩承式加筋路堤桩土应力比改进

文中改进了拉膜效应对计算桩承式加筋路堤桩土应力比产生的影响,提出了新的计算方法。主要通过桩间加筋体的微分段静力平衡,然后,根据加筋体下的地基反力符合Winkler弹性地基模型的假定,耦合拉膜效应和加筋体上覆路堤的土拱效应可求得桩土差异沉降量以及网下桩土应力比。此外文中还分析了多种相关因素对桩土应力比的影响,也通过实例分析证明了该方法的可行性。结果表明：网下桩土应力比随土工格栅抗拉强度和填土高度的增加而增加,随桩间距的增加而减小,网上桩土应力比则反之;布桩形式不同,桩土应力比将随之改变,梅花形布桩时桩土应力比最大。该计算方法得到的桩土应力比计算值与实测值更加接近。     

桩承式路堤承载力与变形的有限元分析

针对桩承式路堤设计中的存在问题,通过PLAX IS分析软件对堤中桩的承载力和位移进行了有限元分析,涉及到地基模型、计算方法以及参数取值等问题.分析中考虑了地层情况、路堤高度、桩长与桩间距的变化,重点对桩的承载力、路堤沉降、桩基施工平台作用产生的沉降及路堤边缘桩的侧向反应等方面进行了研究,推导出桩承载力和变形计算公式.计算结果表明,堤身土体位移可能使堤中桩发生过大变形或在桩中产生过大的弯矩和剪力.     

桩承式加筋路堤荷载分担比计算方法

针对桩承式加筋路堤作用机理复杂的问题,分析路堤填土-筋材-桩-桩间土在路堤荷载作用下的荷载传递机理.根据位移、应力连续条件,将路堤填土和加固区作为统一的整体考虑.将一定厚度水平向的加筋垫层视为具有刚度的薄板,考虑土工格栅的加筋作用,采用大挠度薄板理论计算筋材的挠曲变形.考虑路堤填土的土拱效应和路基桩土相互作用,推导在桩体打穿和未打穿软土层2种情况下桩承式加筋路堤荷载分担比的求解方法.采用相关文献中的模型试验结果对提出的计算方法进行验证.结果表明,采用该方法计算出的桩土应力比与实测结果比较接近,可为工程实践提供设计理论参考.     

疏排桩支护结构中土拱荷载传递比分析

在以往关于土拱效应研究的基础上,提出了土拱荷载传递比的概念,并建立了分析计算模型。通过土工离心机模型试验验证了Ito提出的排桩桩侧土压力的计算方法在深基坑疏排桩支护结构中的适用性,并基于该方法,结合一个疏排桩支护工程事例对土拱荷载传递比的影响因素作了比较全面的分析。研究结果表明:疏排桩支护结构中,桩间土拱效应不容忽视,通过土拱传递到排桩上的土压力最大可占到排桩承受的总土压力的60%以上;土拱荷载传递比随着桩间净距的增大近似呈指数形式减小,当桩间距相同时,桩径越大,土拱荷载传递比越小;当其他参数不变时,土拱荷载传递比随土体内摩擦角和土体黏聚力的增加近似呈指数形式增加。     

桩基工程中一些问题的讨论

列举了桩基勘察工作中存在的问题,并对桩基设计及静载试验工作中的一些问题进行了讨论,提出了新的建议     

土工离心模型试验中路堤分层填筑装置的研制

为了完善土工离心模型试验中的路堤填筑模拟技术,研制了一套在离心机运转条件下可编程控制的路堤分层填筑装置,其由箱式储砂结构、泄砂推拉机构、步进电机控制系统和摄像系统组成.采用步进电机-行星减速器-滚珠丝杠的组合方案实现大扭矩、高精度动力输出,使低摩阻、小变形的泄砂层与上部储砂结构前后错动,分隔于储砂结构内的高密度锆砂经承力底板上不等径、不等距泄砂孔定量下泄;通过在泄砂孔边缘加装折线形导流板,显著减弱离心场中Coriolis效应对下泄砂粒运动轨迹的影响,降落至地基面预设区的砂粒分层堆积为形状规整的路堤.试验表明,研制的填筑装置在60g离心加速度下,能模拟最小分层厚度20 mm的路堤填筑过程,模型横断面与设计面积相对误差为0.50%～9.50%,实现了模型与原型路堤在几何、密度和强度等方面的相似,具有系统可靠、结构紧凑、功能完整等技术特点.     

海宁桩式试验丁坝钢筋砼板桩施工工艺

海宁桩式丁坝，采用高频液油压振动机和挖掘机配置打桩，经过试验，桩丁坝板桩施工工艺有了突破和创新，找到了切实可行的施工工艺，这在钱塘江海塘下坝建设史上属首例，具有良好的社会效益和经济效益。     

Pile-soil stress ratio in bidirectionally reinforced composite ground by considering soil arching effect

To discuss the soil arching effect on the load transferring model and sharing ratios by the piles and inter-pile subsoil in the bidirectionally reinforced composite ground, the forming mechanism, mechanical behavior and its effect factors were discussed in detail. Then, the unified strength theory was introduced to set up the elastoplastic equilibrium differential equation of the subsoil under the limit equilibrium state. And from the equation, the solutions were derived with the corresponding formulas pres...     

抗滑桩桩间土土拱效应有限元分析研究

采用二维有限元技术分析矩形抗滑桩桩间土土拱效应问题,得知在一定的桩间距下桩土效应较为明显,并通过案例对桩间距和桩问土粘聚力对桩土效应的影响作了分析,提出土拱效应的存在条件,土的性质对土拱效应的影响,得出工程实际中合理的桩间距.     

考虑固结影响的桩筏-地基共同作用弹塑性分析

为深入探讨桩筏基础的工作机理及其与地基的共同作用效应,应用Biot固结理论与有限元法,对于地基土采用基于Mohr-Coulomb破坏准则的理想弹塑性模型,对桩筏基础与地基共同作用问题进行了弹塑性耦合固结有限元数值分析.计算表明地基固结作用对桩筏基础-地基共同作用体系的受力变形特性具有显著的影响,桩筏基础的受力变形特性的时间变化特征依赖于下卧土层中超孔隙水压力的变化特征和桩基长度等基础特性,并随着时间的发展而最终达到稳定状态.因此,在桩筏基础上结构的工程设计中应合理地考虑地基固结效应.     

Vibration compaction characteristics of rock filling embankment

The dynamic model experiment of the rock filling embankment was carried out to investigate the vibration compaction mechanism. The rock filling materials were compacted by the plate-vibrated compactor, and the characteristics of the rock filling materials, such as settlement, pressure change and response waveform, were measured by the dynamic earth pressure gauge and accelerometer. Moreover, a new method for detecting the compactness of the rock filling embankment was proposed based on the maximum dry density and modulus of deformation. The results show that the process of vibration compaction includes compact, elastic deformation and loose stages, and the vibratory pressure transfers to the surroundings from the vibration center in non-linear rule. Furthermore, the test results obtained by the present method are basically in agreement with those obtained by the traditional method, and the maximum relative error between them is about 0.5%.     

青藏高等级公路通风管试验路基降温效果

在假定未来50a气温升高2.6℃和初始年平均气温为-4.0℃的前提下,应用有限体积法(FVM)对青藏高等级公路试验示范工程段普通路基、普通通风管路基和通风管-XPS复合路基温度场进行三维非线性分析.结果表明,普通路基下部冻土退化严重,第50年的最大融化深度为10.98m,冬季土体中有融化核存在.普通通风管路基和通风管-XPS复合路基在一定时期内可以降低下部多年冻土的温度,提高0℃等温线,且通风管-XPS复合路基的降温效果略优于普通通风管路基,但在气温不断升高和沥青路面吸热的双重影响下,这2种路基的坡脚处会出现融化核,且0℃等温线已经延伸到路基中心处,这将直接影响路基的稳定性.