桩桩相互作用系数的参数分析

应用有限元对桩桩相互系数进行数值分析。首先建立了桩桩相互系数的有限元模型并验证其正确性。并在此基础上,分析群桩中各类土、长径比和距径比对群桩中桩桩相互系数的影响。     

群桩沉降实用计算方法

计算群桩沉降的广义荷载传递法，既简单实用又有一定的精度。设法用理想弹性－全塑性荷载传递法分析单桩性状，用剪切位移法考虑群桩效应，以解析公式的形式建立了群桩桩顶的柔度矩阵。计算所得荷载－沉降关系与实测结果吻合，证明了该法的合理性，并得到了一些有益的结论。     

锤击荷载作用下大直径钢管群桩的动力特性分析

上海某机械厂有一大直径钢管桩,用于所生产柴油打桩锤出厂前的试用。目前试桩已不满足新生产大吨位柴油打桩锤的试打要求,因此拟增加8根短桩与试桩组成群桩。由于锤击荷载作用下长短组合群桩中荷载的分配及沉降的研究较少,为得到合理的群桩加固型式,采用有限元方法研究锤击荷载作用下群桩的动力承载特性。首先建立单桩有限元模型,分析竖向静荷载作用下钢管桩的沉降,并将模拟结果与现场静荷载试验结果进行对比,验证有限元模型的准确性,再分析锤击荷载作用下单桩的动力响应;其次建立锤击荷载作用下的长短组合群桩有限元模型,分析承台质量、承台埋深、辅桩桩长对群桩桩顶荷载分布及沉降的影响。结果表明锤击荷载作用过程中,角桩、边桩桩顶最大压应力较大,主桩桩顶最大压应力较小;承台埋深越浅,群桩桩顶应力越大,沉降反而越小;承台质量、辅桩桩长对群桩动力特性影响不大。     

考虑桩身压缩的高承台超长群桩沉降计算

针对两类高承台超长群桩基础的沉降计算问题,基于苏通大桥主塔群桩基础下的地基条件,根据离心模型试验所得到的各基桩平均端阻比推导了高承台超长群桩桩身弹性压缩量的计算公式,并介绍美国路桥规范对超长桩桩身弹性压缩量的估计方法,然后再按照国内现行规范方法对压缩土层进行沉降计算,最后将总沉降理论计算值与试验值相比较。研究结果表明,考虑桩身弹性压缩量的高承台超长群桩总沉降理论值与试验值比较接近,桩身弹性压缩量占总沉降量的10.3%,可见不能忽略桩身弹性压缩量对高承台超长群桩总沉降的贡献;此外,采用美国规范对其估计的简便方法也是可行的。     

长短桩桩基础与其它类型基础的比较分析

采用三维弹塑性有限元方法对全短桩、全长桩、长短桩复合地基和长短桩桩基础进行了比较分析。筏板分析采用弹性薄板理论,土体采用莫尔-库仑弹性-理想塑性模型,桩体采用线弹性模型,桩土之间接触面采用非线性弹簧模拟。针对不同基础类型,从沉降性状和桩顶荷载大小以及长短桩的桩身轴力分布规律方面进行了比较分析。得出长短桩桩基础的平均沉降小于全短桩基础和长短桩复合地基,但仍大于全长桩基础。长短桩桩基础中长桩的中性点位置比长短桩复合地基的要深一些,受到的负摩阻力稍大些。长短桩桩基础中短桩作用发挥要比长短桩复合地基的短桩充分,而且其长桩的最大桩身轴力相比也小。     

基于弹塑性简化模型的摩擦桩单桩沉降分析

在分析摩擦桩桩身荷载传递规律和桩侧摩阻力的分布的基础上,根据桩土之间是否滑动,把整个桩土界面划分为弹性区和塑性区,建立了弹塑性桩土简化模型,并给出了桩侧摩阻力的计算公式。采用Mindlin解计算侧摩阻力在土层中产生的附加应力和沉降,根据桩体平衡条件和在无摩阻力区桩土位移没有相对滑动趋势条件,推导出计算单桩沉降公式。计算结果表明,相对传统的弹性解,该方法具有更高的精度。     

带浅埋基础的单桩沉降的一种解法

在双折线模型基础上推导单桩桩侧摩阻力的分布 ,以Mindlin课题的弹性理论解求解桩底土体的沉降 ,推导了一系列单桩沉降的解析表达式 ,计算结果可直接用于单桩分析。     

用位移协调法计算柔性桩的沉降

以Ｇｅｄｄｅｓ关于桩周土中附加应力解为基础，建立了考虑桩身弹性压缩的柔性桩桩－土位移协调方程，从而提出了一种计算柔性桩单桩沉降的新方法。     

层状地基中桩基础的竖向荷载位移关系非线性分析方法

基于Winkler地基模型,推导了分层土中单桩处于线弹性和弹塑性状态的荷载传递矩阵,提出了单桩竖向位移内力非线性简化分析方法。考虑群桩中的"被动桩"与周围土体的相互"遮拦效应",对传统的桩–桩相互作用系数进行修正,并将其应用于刚性承台下受荷群桩和桩筏基础的非线性分析中。由于考虑了土体的成层性和桩土相互作用的非线性特性,计算模型更好地反映了土体的实际性状。计算结果与有限元计算值和试验结果进行对比分析,验证了本文方法的正确性,可应用于实际工程问题的分析。     

长短桩桩基础积分方程解法及其参数分析

根据Muki和Sternberg的计算方法,推导出求解长短桩相互作用系数所需要的第二类Fredholm积分方程,利用叠加原理对长短桩桩基础进行计算分析。通过与常规弹性理论方法计算结果的比较发现,加筋效应对群桩的沉降以及群桩中各桩的荷载分担有明显的影响,最后对长短桩桩基础进行参数分析。分析表明,该方法可以用来分析大规模的群桩基础,具有较好的工程应用前景。     

深长大直径嵌岩桩单桩承载性状的有限元分析

采用线弹性与弹塑性模型,运用有限单元法对深长大直径嵌岩桩单桩的承载性状进行了分析。分析表明:桩身弹性模量、嵌入岩石弹性模量是影响单桩承载力及沉降的主要因素;当嵌入软质岩石时,嵌岩深度可适当加深。     

嵌岩桩承载性状的有限元分析

在有限元分析的基础上 ,采用Duncan非线性弹性E -B模型对嵌岩桩垂直荷载作用下的承载性状作了较为全面的探讨。指出嵌岩桩确实存在着深度效应 ,当嵌岩达到一定深度后 ,继续增加嵌岩深度 ,对桩的承载能力的提高已不明显 ,甚至无助于承载能力的提高。并得出了嵌岩桩垂直承载力与基岩强度成指数关系的结论 ,强调桩底沉渣不仅增加嵌岩桩的平均侧阻力和桩身沉降 ,而且将显著提高桩侧岩层的局部应力。文中结论可为桩基工程的科研、设计和施工提供参考     

由单桩载荷试验推算群桩沉降的相互作用系数法

传统的相互作用系数法只能计算群桩的弹性沉降,且所得相互作用系数也明显偏大。采用三维数值方法拟合单桩荷载–沉降曲线,通过弹性及弹塑性分析确定土的弹性参数和桩–土弹塑性接触面参数;由此建立双桩模型,计算分析了桩顶荷载水平、桩距径比、桩端土–桩周土模量比、桩–土模量比、桩长径比、桩–桩之间存在第三桩等因素对相互作用系数的影响,并利用多项式回归拟合;根据数值分析及实测结果,提出了在相互作用系数法中利用单桩载荷曲线分析群桩线弹性和非线性沉降的方法,将相互作用系数法扩展至群桩沉降的非线性计算上。算例分析表明:计算结果与实测值吻合较好;较常规的数值模拟,节省了大量的运算机时,可用于大规模的较大桩距桩筏基础的分析计算。     

大规模桩筏基础非线性共同作用简化分析方法

提出一种分析桩筏基础非线性共同作用的简化分析方法。将单桩的载荷试验结果应用到桩筏基础的沉降分析中,从而使得沉降预测结果更符合工程实际情况。将筏板假定为弹性薄板,筏板下的群桩假定为相互作用的非线性弹簧,使用双曲线函数拟合载荷试验的Q-S曲线,并用它来模拟桩在荷载下的非线性响应。采用相互作用系数法分析桩-桩间的相互作用,同时考虑桩的“加筋”对相互作用系数的影响。为了简化计算,采用多项式拟合桩-桩、桩-土相互作用系数。使用弹性半空间或有限层理论分析土节点间的相互作用。经过实例分析比较,该方法不但可以节省大量机时,而且可以得到较满意的预测结果。该简化方法可以用于工程实践。     

端承桩沉降的有限元模拟分析

利用大型有限元计算软件P laxis2D对某单端承桩沉降进行模拟,通过采用不同的土体模型参数和桩身桩脚的参数选取并和弹性理论的经验公式计算的沉降量结果对比表明有限元软件模拟分析的可行性和实用性。     

非均质地基中群桩竖向力学反应分析

首先基于Winkler地基模型,假设桩土不发生分离,不考虑承台以及地基土对荷载的分担作用,建立单桩竖向位移控制方程。然后采用剪切位移法确定土体竖向位移传递系数,将主动受荷桩引起的土体位移施加于群桩中的受影响桩,计算桩-桩相互影响。最后,采用有限差分法,建立非均质土体中竖向受荷群桩的计算方程,分析群桩竖向力学反应。最后对该方法与已有文献中单桩、群桩在均质、非均质地基中的算例进行对比,总体上取得了较好的一致性。     

群桩复合地基工作特性的有限元、无限元耦合分析

以九桩CFG桩复合地基为例,采用桩和近域土体用有限元分析,桩土之间加设接触面单元来模拟桩土之间的相对沉降,远域土体采用无限单元来模拟,混凝土单元和无限单元采用弹性分析,近域土体采用Duncan-zhang模型(E-U模型)来模拟九桩群桩复合地基的工作机理进行了系统的分析。     

考虑固结过程的桩-土-筏三维相互作用分析

针对存在较厚软弱下卧层的桩土筏结构体系 ,本文建立了桩端下卧层固结沉降计算的半透水边界模型。应用半透水地基固结解得到任一时刻桩端下卧层的沉降 ,进而得到任一时刻群桩中每根单桩的刚度。与筏板有限元分析结合 ,构成桩 -土 -筏共同作用有限元分析模型 ,并研制开发了相应的分析软件 ,可以分析筏板内力、筏板挠度和桩顶反力随时间的变化规律。工程分析表明 ,此方法有一定的实用价值