多层土中根桩的非线性沉降简化计算方法

根桩是一种新型桩基础,它通过从桩身预留位置将一定数量的水平根键顶入桩周土体中来提高桩基承载力。为分析多层土中根桩的非线性沉降问题,基于双曲线函数提出了土–根键的荷载传递模型,并推导建立了一种多层土中根桩的非线性沉降简化计算方法,基于MATLAB编制了根桩的非线性沉降分析程序。以安徽省池州长江公路大桥工程两根现场试桩为例,对该方法与现场荷载试验结果以及其它分析方法进行了比较。结果表明,该方法与实测结果吻合较好,较其它分析方法更符合根桩的荷载沉降曲线特性。根桩参数分析表明,根桩的荷载沉降特性对根键的布置型式以及根键侧壁土的荷载传递参数取值不敏感,但对根键底部土的荷载传递参数取值较敏感。     

单桩非线性分析的半解析半数值方法(英文)

桩的荷载沉降特性研究已受到工程界的普遍重视 ,研究认为桩土接触面处的非线性位移特性在荷载传递机理方面起着非常重要的作用 ,桩土接触面处的非线性位移特性可由沿桩身的摩阻力的发挥程度来反映 ,然而目前单桩的研究工作大部分是有关单桩的线弹性特性 ,进而得到单桩的荷载位移之间关系的数值解及计算表格。本文提出一个分析桩基沉降的计算模型 ,在该计算模型中 ,用荷载位移传递函数来描述桩身摩阻力和桩身位移的非线性关系 ,并用桩端位移法计算桩的荷载沉降。基于所提出的荷载位移传递函数 ,研究了多层土中单桩的荷载位移特性。     

考虑负摩阻力作用的超长桩荷载传递计算

基于超长桩试验资料,采用考虑负摩阻力作用的广义双曲线荷载传递模型反映桩侧土弹塑性、软化与稳定三阶段工作特性,桩端采用双曲线荷载传递模型模拟土体的非线性变形特性,并且引入Mindlin解以考虑桩侧摩阻力在桩端处产生的桩端位移,从而建立了层状软土地基中超长桩荷载传递分析理论。该理论可用于计算多层地基中超长桩的桩侧阻力、沉降以及极限承载力,也可用于分析层状地基中超长桩的荷载传递规律。通过工程实例计算与实测对比分析,可知计算得到的荷载-沉降曲线与实测的曲线较为吻合,因此该理论可作为确定桩承载力的依据。该理论可靠、方法简单,且具有较好的适用性。     

基于荷载传递模型的单桩-沉降计算研究进展

荷载传递法广泛用于桩基沉降的计算中,其关键在于荷载传递函数的选择及相关参数的确定,国内外学者就其函数的选择和参数的确定做了大量的研究和试验,证明双曲线函数能更好的模拟桩土间非线性的关系,就桩侧荷载传递模型的研究发展及计算步骤做了综述,总结了土在不同的本构关系下,桩侧荷载函数的表示方法,同时,充分利用位移协调条件,采用迭代算法计算桩身沉降和桩侧阻力。     

黏土地基中新旧混合群桩承载和变形的非线性分析方法

受沉桩效应的影响,天然饱和黏土地层中新设静压桩与场地既有旧桩的承载特性存在显著差异,导致新旧混合群桩基础与传统新建群桩基础呈现不同的承载特性。针对新桩和旧桩桩周土体的力学特性,分别研究了饱和黏土地层中新桩与旧桩的单桩沉降计算方法。在此基础上,考虑土体的成层性、桩土相互作用的非线性和群桩沉降中的遮拦效应,提出了饱和黏土地层中新旧混合群桩基础的荷载-沉降关系非线性分析方法。通过工程实例验证分析,对不同布置形式的群桩基础的承载特性与荷载-沉降关系进行了探讨。研究结果表明,文中提出的分析方法能够合理反映饱和黏土地层中新旧混合群桩基础的承载特性,并预测其荷载-沉降关系,可为实际工程中新旧混合群桩基础的设计提供参考。     

群桩沉降的非线性简化分析

提出一种对竖向荷载作用下群桩沉降的非线性简化分析法,用双曲线荷载传递模型模拟非线性的桩～土相互作用,单桩荷载传递模型参数根据单桩荷载试验得出,同时引入了等效墩的概念,把单桩荷载传递函数推广到等效墩上,同时考虑相互作用而对函数作出适当修正,从而把单桩分析法推广应用到群桩体系,通过与实测结果相比较,证明了该法的可行性和精确性。     

非均质地基中桩的荷载传递特性

考虑了非均质地基,对现有的荷载传递模型进行了改进,采用“桩顶荷载等值法”来计算竖向受荷单桩的荷载-沉降曲线,同时编制了计算机程序,并将用该方法所得的荷载-沉降曲线与现场实测的数据进行拟合对比,结果比较吻合。最后,分析了桩长、桩径、桩身混凝土弹性模量等参数对荷载-沉降曲线的影响,得出了一些较有意义的结果。     

群桩沉降预测的简化非线性分析法

本文介绍国外一种在竖向荷载作用下的群桩非线性反应近似计算方法。该方法采用双曲荷载传递函数来模拟非线性的桩-土-桩相互作用。根据一些已有文献中的单桩荷载试验数据的分析,可以评估所介绍方法的可行性。该方法通过计算分析,可以得到主要模型参数的近似值。在单桩分析的基础上,采用等效墩概念并根据桩-土相互作用修正单桩荷载传递函数可以将单桩的荷载-沉降反应推广到群桩。文中研究了两例群桩的现场测试性能,并将试验结果与所介绍方法的计算结果进行了比较。研究表明群桩的荷载-变形性能是可以较合理的预测的。     

桩-网复合地基承载及变形的数值分析

采用有限元程序,对不同荷载水平下复合地基中单桩荷载传递特性、桩间土的沉降、桩间土上的应力及桩土应力比进行了分析;同时分析了复合褥垫层的变形模量以及地基中第一层土的物性参数对桩土应力比和复合地基表面沉降及差异沉降的影响。     

立柱桩在深基坑分步开挖过程中的上拔位移分析

基于对坑底地基卸荷应力与回弹变形的新认识和一种可考虑桩间土承受附加荷载与变形的广义荷载传递法,提出了深基坑立柱桩因开挖而隆起的分析方法。该方法可考虑立柱桩的变截面特性以及分步设撑、开挖的施工工况,可分析桩土之间的荷载传递特性。由于支撑立柱桩容易实施位移观测,立柱桩的分析结果便于与实测结果比较,为分析方法的完善、计算参数的合理选取提供基础。通过和2个工程实例对比,验证了用本方法计算立柱桩在开挖过程中受力及位移的合理性,同时对计算值与实测值的差异原因进行了讨论。     

竖向受压螺旋桩荷载沉降函数解

竖向受压螺旋桩基础的单桩荷载沉降函数的土材料采用双折线数学模型,从桩体、叶片的传力过程入手,建立螺旋桩荷载传递函数,导出其显式解。通过对6根连续叶片式、分层叶片式螺旋桩的静载试验P–s曲线的拟合,说明推导的荷载、位移解答适用于求解螺旋桩的P–s曲线,并可根据s-logP法判定螺旋桩的极限承载力,提供合理的单桩承载力设计值。     

Prediction of nonlinear vertical settlement of a pile group consisting of new and existing displacement piles in clay strata

Reusing existing displacement piles is economical, time-saving, and environment-friendly. This paper presents an analytical approach for predicting the load carrying behavior of pile groups consisting of new and existing displacement piles. The evolutions of the undrained shear strength and shear modulus of clay adjacent to the piles from installation through consolidation to long-term ageing are investigated to determine the load carrying behavior of displacement piles. The nonlinear load-settlement behavior of an individual pile is modelled by load-transfer method, where the exponential function-based load-transfer models integrating the two developed soil parameters are employed to represent the nonlinear behavior at the pile-soil interface. The pile-pile interaction in the pile group is explored based on the shear displacement method. Combining the load-transfer method and the shear displacement method, an analytical framework is proposed for predicting the load-settlement behavior of pile groups consisting of new and existing piles. The proposed framework is validated by predicting the vertical settlement of a high-rise apartment built on a pile group consisting of 74 new displacement piles and 22 existing displacement piles during construction. Good agreement is achieved between the predicted and measured results. A parametric study is performed to explore the stiffness efficiency and the load-settlement behavior of pile groups with different layouts of new and existing piles. The results indicate that the pile group with larger ratio of the number of existing piles to the number of total piles shows both stronger stiffness and a higher load carrying capacity.     

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。     

考虑时效性的静压桩荷载–沉降关系预测方法

考虑天然饱和黏土地层的原位力学特性,采用圆孔扩张模型考虑沉桩效应,结合太沙基一维径向固结理论推导了桩周土再固结过程中土体强度和剪切模量的解析解。在此基础上,根据桩基加载过程中桩侧土体的剪切变形特性,采用指数函数型荷载传递曲线分别建立了静压桩的桩侧和桩端荷载传递模型,提出了考虑时效性的静压桩荷载–沉降关系理论预测方法。通过现场试验对本文解答进行验证,研究了沉桩结束后静压桩荷载–沉降特性随时间的变化规律,分析了静压桩沉桩后不同历时的荷载传递特性。研究结果表明,沉桩结束后静压桩承载特性的变化主要是由于桩侧承载特性的提高;特定休止期后的静载试验结果与静压桩真实承载特性存在一定差异。因此,实际工程中应根据桩周土体力学特性的改变结合静载试验合理确定静压桩的承载特性。     

钢管后压浆预压托换桩竖向承载力性能分析

由于复杂杂填土地基发生不均匀沉降引起某住宅楼裙房结构发生破坏,根据结构破坏特点,提出了适用于地基土质较差的新型钢管后压浆预压桩托换法。本文根据新型桩体桩侧注浆扩散范围,对桩体受力机理进行分析,并提出钢管预压托换桩承载力修正公式,结合现场单桩静载荷试验得到的荷载-沉降曲线,研究分析钢筋混凝土托换桩、钢管托换桩及钢管后注浆预压托换桩的承载性能,结果发现该新型桩改善了桩土接触界面,增强了土体刚度,减小桩体沉降量,提高了桩体的单桩承载力,可较好地对土性较差的地基基础进行加固,并有效阻止上部结构的持续破坏,保证上部建筑结构的安全使用。     

打入桩荷载-沉降性状的时间效应分析

关于沉桩结束后打入桩承载力的时效性现象，目前已经开展大量的研究。然而，有关试桩荷载-沉降曲线时效性的模拟方法却鲜见报道。首先，简要分析打入桩时效性的产生机制。然后，基于荷载传递法，提出一种估算沉桩后单桩荷载-沉降性状时效性的新方法。2个量纲一的时间效应系数被加入到传统的荷载传递函数中，以分别描述桩侧摩阻力和桩端阻力随时间的变化。修改后的荷载传递函数可考虑沉桩后任意间歇期的单桩荷载-沉降性状。采用该方法对一个工程实例的打入桩荷载-沉降性状进行验证分析，计算结果与试桩荷载-沉降实测曲线吻合较好。     

自平衡试桩荷载传递模型及荷载-沉降曲线转换方法改进研究-自平衡试桩荷载传递模型及荷载–沉降曲线

通过分析自平衡试桩数据,提出了注浆前后荷载传递函数模型。对自平衡荷载–沉降曲线转换方法中的“精确转换法”进行了改进,考虑了土体连续性对桩顶沉降的影响。通过工程实例验证了模型的合理性,进一步的分析表明：土体连续性对超长桩桩顶沉降影响较大,考虑土体连续性时的极限承载力比不考虑土体连续性时小,改进的方法偏安全。     

超长钻孔桩自平衡法荷载试验研究

利用自平衡法进行了超长桩基的静载试验。根据试验数据向传统静载试桩结果进行转化和对比,并对桩的承载性能与荷载传递特点进行了分析。试验结果表明该法在超长桩静载试验中具有一定的应用前景。     

嵌岩工字钢桩承载力特性研究

 嵌岩工字钢桩广泛应用于香港地区,通过现场载荷试验及室内摩阻力试验对这种桩型的承载力特性进行研究。试验结果表明,在垂直载荷作用下嵌岩工字钢桩中的工字钢与周围混凝土界面上会有摩阻力产生,但两者又不能看作是一个复合整体。当荷载增加到一定程度时,钢/混凝土界面上会产生滑移。对于短桩来说,滑移的范围可能达到嵌岩段顶部。因此,在对桩身的压缩变形进行计算时,必须考虑这一特性。根据现场及室内试验结果,对目前采用的桩身变形的计算方法提出修正。对比结果表明,所提出的方法能更好地与现场试验的结果相符合,应用所提出的方法可以对载荷试验的结果进行更加准确的判断。