刚柔组合桩复合地基的应用

由刚柔组合桩及桩间土组成的复合地基,其承载力是由桩和桩间土共同提供的,通过刚柔组合桩的施工,实现对桩间土的挤密加固,充分发挥和利用地基土的承载潜力,有效地解决软土地基承载力不足的问题。提出刚柔组合桩复合地基及其复合模量的基本概念、承载力及复合模量的计算方法、检测方法;实践表明,刚柔组合桩复合地基具有较好的技术和经济效益。     

刚性桩复合地基沉降计算方法

 基于原状土切线模量法,对刚性桩复合地基的沉降计算提出一种新的沉降计算方法。该方法用切线模量法分别计算基础下土体和刚性桩的荷载–沉降过程曲线。依据共同作用时桩和桩间土的沉降相等的条件,对土体和刚性桩的荷载–沉降过程曲线进行复合得到刚性桩复合地基的荷载–沉降过程曲线,则刚性桩复合地基的沉降可以根据其荷载–沉降曲线得到。对于有复合地基的载荷试验的情况,提出直接利用其试验曲线建立复合地基的双曲线切线模量方程,利用该方程计算实际基础的沉降。通过工程实例表明,新的沉降计算方法具有较好的精度。     

渣土桩复合地基承载特性数值模拟分析

渣土桩复合地基属于半刚性半柔性桩复合地基,加固地基效果明显,利用ANSYS有限元软件对渣土桩单桩复合地基承载力进行了数值计算分析,结果表明,桩体、桩间土协调工作性较好;桩与桩间土的压缩模量对复合地基的承载特性影响较大;桩长对提高渣土桩复合地基的承载力效果不明显,应以实际工程地基处理目的为首要考虑因素。     

多元复合地基压缩模量参变量变分原理解析解

选取双折线模型作为土的弹塑性本构模型 ,并在假设桩土变形协调的前提下 ,应用参变量变分原理求解多元复合地基的复合模量在弹性及塑性状态下的解析解。该解在桩间土为弹性状态时与目前工程中应用的面积加权法结果一致 ;当桩间土进入塑性状态时 ,与荷载及土的前后刚度比等因素有关。最后 ,采用大型有限元分析软件ANSYS对以上结论进行仿真验算。该方法为多元复合地基复合模量的求解提供了一种新思路     

瞬态瑞雷面波检测碎石桩复合地基承载力研究

讨论了土的变形模量同剪切波速之间的关系,并对碎石桩的变形模量进行了研究,通过对现场试验数据分析得到了碎石桩变形模量回归模型。在桩土应力比模量比公式的基础上,通过建立瑞雷波和地基土压缩模量之间的关系,建立一种利用瑞雷波确定碎石桩复合地基桩土应力比计算模型,并对其影响因素进行了讨论。通过工程实例,将计算值同静载试验值进行对比,证明了其可靠性。     

带帽桩复合地基复合桩土应力比的计算及影响因素分析

在分析带帽刚性桩复合地基试验成果的基础上,提出复合桩土应力比的概念,以合理反映带帽桩复合地基的力学性状。以土力学和弹性理论为基础,基于合理假定,采用等沉面的思想,考虑复合桩体发生上、下刺入变形现象,推导出能够反映层状不均质地基和带帽桩复合地基空间三维沉降变形特征的复合桩土应力比隐式计算公式。通过工程算例,分析了桩体中心间距、桩长、桩帽尺寸、垫层变形模量、下卧层土体变形模量、桩帽间土体变形模量和静止侧压力系数等因素的影响,提出了利用复合桩土应力比进行带帽桩复合地基按桩帽间土体沉降量控制优化设计的思路。     

悬浮刚-柔性长短桩复合地基固结解析解

刚 柔性长短桩加固地基可以充分发挥各桩型的优势,是一种新型的复合地基。为完善此类复合地基的固结理论,给出了瞬时加载条件下悬浮刚 柔性长短桩复合地基的固结方程,基于成层地基一维固结理论建立了相应的固结解析解。将固结度解析解与有限元解进行比较,验证了解析解的合理性和有效性。利用建立的解析解进行参数分析,研究了复合地基的固结特性,结果表明：悬浮刚 柔性长短桩复合地基的固结度随长桩长度的增加而增大;当下卧层为中低压缩性土时,复合地基固结度随长桩压缩模量的增加而增大;长、短桩置换率、短桩长度和压缩模量的变化对复合地基固结度的影响很小;悬浮刚 柔性长短桩复合地基的固结度随下卧层土压缩模量的增加而增大,随长、短桩共同加固区桩间土压缩模量的增加而减小;仅长桩加固区桩间土压缩模量的变化对复合地基的固结度没有影响。     

双垫层复合地基

针对传统复合地基内由砂石等透水材料构成的褥垫层在实践中出现的问题,在讨论了复合地基中垫层的作用后提出了双垫层复合地基模型。它在竖向荷载作用下的受力特性与复合桩基相同,可充分发挥复合地基内桩的作用,以显著减少地基的沉降量。提出利用桩土载荷试验资料,通过基础荷载与基底下桩和桩间土抗力平衡的条件来进行双垫层复合地基的变形计算和分析桩土荷载的分担情况。     

复合地基变形计算理论方法探讨

复合地基复合土层压缩模量的计算关系到建筑物变形计算和复合地基的选型,本文通过对《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)刚性桩复合地基和柔性桩复合地基及半刚性桩复合地基复合土层模量计算式的分析,讨论界定规范公式的使用条件和复合模量计算统一方法,提出一种复合地基变形计算新方法并通过实例分析验证了计算模型的适用性。可供工程界参考与讨论。     

刚性桩复合地基沉降变形与影响因素分析

探讨天津软土地区刚性桩复合地基桩、土、垫层共同作用的特点,分析不同荷载作用下刚性桩复合地基桩土位移场及桩土应力比的变化规律;采用ANSYS有限元软件分析垫层模量、桩间土模量及桩间距等因素对复合地基沉降变形的影响。研究表明,桩间土模量的变化对刚性桩复合地基的整体沉降量影响较显著,复合地基的整体沉降量随桩间土体模量的增加而减小;桩间距是控制刚性桩复合地基整体沉降量的主要因素之一。地基沉降量随桩间距的减小而减小,但桩间距过小时,对减少刚性桩复合地基整体沉降量的作用并不明显。     

钢框架梁柱组合节点弯矩转角关系分析

根据欧洲规范EC4中的方法对节点的初始刚度进行计算并提出修正的承载力简化计算模型,给出一个三参数幂函数模型对齐平端板组合节点的连接特性进行模拟。提出用拟合曲线与试验曲线耗能能力差值最小的方法来判定M-曲线拟合的程度,进而确定适用模型的形状参数n。并用有限元结果进行验证。     

密肋复合墙体弹塑性宏模型研究

提出了以剪切变形为主的密肋复合墙体的弹塑性宏模型。宏模型由三根竖杆单元组成,分别模拟密肋复合墙体的墙板和边柱。宏模型以有限元为基础,但自由度比有限元模型少得多。在使用SAP 2000中的Link单元建立宏模型时,推导了Link单元的刚度矩阵,给出了相对转动中心高度的确定方法,并结合钢筋混凝土柱轴向恢复力模型和密肋复合墙体水平剪切恢复力模型,给出了Link单元塑性铰力-位移关系的计算公式。通过压、弯、剪复合作用下的密肋复合墙体的试验结果与计算结果比较表明,该计算模型原理清晰,具有较好的计算精度,适合于密肋壁板结构体系的非线性时程反应分析。     

组合板结合面水平剪力的计算

在分析组合板破坏特征的基础上，提出了组合板破坏的拉杆拱模型，并以此模型给出了结合面水平剪力的计算方法。     

新型复合墙体弹性抗侧刚度计算分析

本文结合课题组前期的研究成果,就一种新型结构的主要受力构件———密肋复合墙体的弹性抗侧刚度提出两种计算方法:面积等效法和复合材料法;同时,本文给出了墙体复合材料等效弹性板计算模型。理论分析与试验对比表明:一次面积等效法严格遵从抗弯等效原理,但等效后的墙体截面形状比较复杂,不适用于工程设计计算;二次面积等效法的计算过程相对简单,但等效后所得砌块矩形截面板的抗弯刚度并不等于密肋复合墙体的抗弯刚度,只是简单地按面积等效,缺乏理论依据;由双向纤维单层复合材料模型推导的墙体弹性抗侧刚度计算值与实测值吻合较好,说明该模型具有一定的理论依据和实用价值,可以满足实际工程计算需要。     

考虑楼板空间组合效应的组合框架体系纤维模型

将正常使用极限状态和承载能力极限状态有效宽度公式与传统纤维模型相结合，通过修正楼板钢筋和混凝土材料的单轴本构关系，实现了一种改进的考虑楼板空间组合效应的纤维模型，利用该模型可以在组合框架体系非线性分析中采用高效的全杆系单元合理地考虑复杂楼板空间组合效应的影响。基于考虑楼板空间组合效应的纤维模型，开发了一套较为完整的组合结构非线性有限元分析程序COMPONA-MARC (Version 1.0)。最后，将开发程序应用于多个组合框架抗震试验的模拟，结果表明了本文模型可较为准确地模拟组合框架弹塑性全过程的楼板空间组合效应。     

波形钢腹板组合箱梁剪力滞效应的空间有限元分析

采用空间有限元法分析了波形钢腹板组合箱梁的剪力滞效应及主要结构参数对剪力滞效应的影响 ,并通过模型试验验证了计算模型的可靠性 ;提出了可供工程设计用的剪力滞系数计算经验公式和实用图表 ;为完善规范有关组合箱梁剪力滞系数的计算提供了理论依据     

按部分剪力连接计算压型钢板-混凝土组合板承载力的简化方法

提出多种荷载作用下,简支压型钢板-混凝土组合板承载力的部分剪力连接简化计算方法。分析组合板纵向剪切破坏的部分剪力连接理论模型,阐明组合板纵向剪切破坏的机理,以及控制截面位置和极限荷载的求解思路。通过公式推导,分别得到了组合板在两点对称荷载和均布荷载作用下的承载力计算公式。在此基础上,提出点荷载和均布荷载共同作用下的组合板承载力计算方法,通过参数分析,对该方法进行简化,得到多个荷载作用下组合板承载力的简化计算公式。结合12个简支组合板的静力试验结果,进行公式验证,计算结果与试验值吻合良好。通过小比例滑块试验得到压型钢板与混凝土的界面强度参数,即可用该方法计算组合板的承载力。     

体内预应力组合梁混凝土预压应力分析

针对在混凝土翼板中设置后张预应力的连续组合梁,提出由分担预加轴力、主弯矩和次弯矩产生的混凝土法向应力计算公式,主要分析施加于混凝土翼板的预应力通过剪力键向钢梁传递的力学模型,建立混凝土翼板承担的预压力沿梁纵轴的分布函数和理论解,求得考虑剪力键柔性的混凝土法向应力计算公式,作为组合梁抗裂设计依据。     

复合绝缘子均压环应用研究

采用有限元法计算了加装均压环后的电场分布,结果表明,外加均压环的均压效果较好。均压环不但能改善电场分布,而且还有引弧、防止金具电晕、延缓芯棒老化等作用;最后探讨了均压环设置应该注意的问题。     

组合桩复合地基加固方法应用研究

对组合桩复合地基的计算方法进行了探讨,应用二重复合地基原理,提出二次复合地基计算方法。最后,以某高速公路城市段交叉口路段为例,用碎石桩与CFG桩组合型桩对该软基进行处理。