堆载下软土地基中桩的侧移及内力分析

应用堆载作用下计算天然地基侧向位移的“拟合曲线法”及基于温克尔假定和桩土变形协调条件所导出的均质地基中轴力与侧向土压力作用下桩身侧向位移计算公式 ,分析了桩身内力与边界条件的关系 ,并推测由桩侧向位移引起的对上部结构的影响     

深基坑微型桩支护的模型试验研究

基于深基坑微型桩支护模型试验,研究深基坑开挖过程与基坑周边堆载时支挡体系和基坑边坡的力学响应特征及破坏规律。研究分析表明:开挖过程中,每级开挖面处桩体受力较大,开挖面以上土压力随着开挖深度的增加而逐渐减小,桩体弯曲变形显著,类似于悬臂梁受力弯曲,且随着开挖深度的增大,变形逐渐增大,开挖面以下桩体受力、变形变化较小;基坑周边堆载时,桩-土体系的破坏进一步加剧,基坑底面附近局部范围桩身弯矩变化较大,桩体剪切作用显著;整个过程中,基坑顶面首先发生破坏,地表产生裂缝且伴有土块脱落,随着开挖加载的进行,基坑边坡将产生多个滑裂面,呈叠瓦式排列。     

填海造陆对邻近桥梁桩基影响的数值模拟研究

填海造陆会导致邻近桥梁出现桩基单侧堆载的现象,容易引起桩基的侧向位移和附加弯矩,严重时将引起桩基的开裂甚至破坏,危及上部结构的正常运行。运用三维有限元软件FLAC3D分析了填海造陆带来的侧向堆载作用下,可门港大桥群桩基础的受力与变形特性。采用控制变量法研究了侧向堆载距离、侧向堆载高度对群桩基础承载特性的影响,并对比了群桩和单桩在侧向堆载作用下的工作性能。数值模拟结果表明:侧向堆载作用下,桩身的受力特性受侧向堆载距离和堆载高度的影响显著;群桩中各桩的承载性能均优于单桩,但桩顶位移却较单桩大,并且低承台四桩结构在桩顶部位弯矩较大。     

解析堆载作用下软土侧向变形对邻近桩基的影响

随着我国经济的快速发展,越来越多的水工建筑物如雨后春笋般的出现,在进行建筑的过程中,面对的地形种类也越来越多,如吹填软基等。在地面堆载情况下,会引起自由土体的侧向位移,尤其是软土地基在受到地面堆载产生的土体侧向位移更大。在堆载作用下的软土侧向变形产生的力学影响,会对邻近建筑的桩基产生推挤的作用,很容易将桩体破坏,影响建筑物的稳定性和安全性。因此,研究堆载作用下软土侧向变形对邻近桩基的影响,对保证水工建筑物的安全具有重要的意义。     

桩侧堆载作用下被动桩受力性状研究

桩周大面积堆载产生的土体变形不仅会引起桩身负摩阻力,也会使桩基承受较大的侧向荷载。文章应用三维有限元方法对桩侧堆载作用下的被动桩受力性状进行了分析,并研究了桩顶荷载对被动桩受力变形的影响。在桩侧堆载的作用下,桩身产生了较大的侧向位移与弯矩,同时出现负摩阻力和桩身轴力。桩身侧移和桩身轴力随着堆载距离的增加而减小,随着堆载量的增加而增大。桩侧堆载的被动桩在桩顶竖向荷载作用下会产生桩身二次弯矩,加剧桩身弯曲变形和内力。     

考虑桩土侧向变形的复合地基固结解

在竖向变形相等的条件下,同时考虑了桩、土在固结过程中发生竖向和侧向变形、土体中的径向和竖向渗流以及土体水平渗透系数的3种变化模式,给出了此类复合地基固结问题的解析解,并对该解和不考虑桩、土侧向变形的现有解答进行了比较,最后对地基的固结性状进行了参数敏感性分析.结果表明:考虑桩体的侧向变形会降低地基的固结速率;桩、土的泊...     

软土复合地基桩及地基土侧向变形试验与分析

通过温福高速铁路软土路堤试验段工程,对"桩(预应力管桩、CFG桩)-桩帽-土工网垫"复合结构形式加固软土地基进行分析,采用测斜仪对桩体及地基土的深层侧向变形进行现场实测,对桩及地基土的位移实际情况做出评判,了解路堤荷载下整个路堤"桩-网复合结构"位移变形场的分布,评价不同连接形式条件下桩及地基土的深层变形特点,进而评价路堤的稳定状态。     

双排桩支护结构挠曲理论分析

 通过一假想剪切滑裂面,将双排桩支护结构人为分为上下两部分,并对各部分分别进行受力和变形分析。滑裂面上下两部分分别采用体积比例法和“m”法求解土压力,在此基础上建立各段桩体的挠曲微分方程。根据各段桩体端点在几何变形和内力上的连续性关系以及相应的边界条件可得到各段挠曲微分方程的解。有了各段的挠曲方程的解以后,可以用求导的方法求出双排桩各点的变形及内力情况。     

超载软土地基主动加固控制邻近桩基侧向变形分析

本文以上海某工业厂房为例采用有限元方法讨论了深层搅拌法加固宽度、加固深度等对邻近堆载桩基侧向变位的影响,结果表明:(1)加固存在特征加固深度(临界加固深度和极限加固深度),当加固深度位于临界加固深度和极限加固深度范围内时,可显著降低桩基的侧向变形。当加固深度小于临界加固深度时,不但不能降低邻近桩基的变形,反而会增大桩侧土压力和侧向变形;当加固深度大于极限加固深度后,再增加加固深度效果不明显。加固宽度也有类似现象。(2)加固搅拌桩对邻近堆载桩基侧向位移有三种作用模式,即短桩挤压模式、中长桩遮拦模式和长桩嵌固模式,分别与特征加固深度相对应。(3)在其它条件相同的情况下,提高加固深度比增大加固宽度,能更有效地控制受邻近堆载作用桩基的侧向变形。     

PHC桩对地基土孔压及侧向位移影响

以PHC桩加固某电厂地基的现场试验为依托,通过预先埋设的孔压计和测斜仪来观测桩体施工对孔隙水压力变化及侧向位移的影响。观测结果显示PHC桩施工不仅引起地基土超孔隙水压力的变化,而且产生很大的侧向位移。超孔隙水压力的大小随距桩体距离增大而减小,其消散速率与地基土性质和埋置深度有关。桩体施工引起的侧向位移量大小与距桩体距离有关,随着孔压消散,侧向位移在很大程度上得到恢复。     

砂泥岩岸坡变形对排架结构弯矩影响试验研究

针对内河典型框架式码头岸坡受荷载作用发生变形,以主动土压力形式作用于下部桩体,进而影响排架结构受力,甚至发生错位、变形等破坏情况,通过大型模型试验,探究在水平推力和设计水位作用下砂泥岩混合料变坡比岸坡对单排架各桩梁的弯矩分布规律。结果表明:弯矩分布体现出框架码头刚度大、整体性好的特点,桩梁受力均匀;在岸坡变形产生的土压力作用下,分担了较大推力的后桩和具有特殊的传递分配荷载能力的横梁,都产生了较大弯矩,设计时都应充分考虑;水位作用改变了排架受力,使得桩周土体侧向应力增大,桩身弯矩也随着增大,从而影响码头结构安全性与整体稳定性。     

地面超载下桩基侧向变形的分析计算

从侧向受荷桩的受力和变形机理出发 ,提出了地面超载下邻桩侧向变形的计算分析方法。该方法考虑了桩身侧向受力随桩身侧向变形的关系 ,并据此推导了关于邻桩受力和变形的微分方程和有限元计算方法 ,编制了计算程序。最后 ,利用实测数据验证了该方法的合理性和实用性 ,这将为受地面堆载影响的厂房和仓库的桩基设计与加固提供依据     

复杂条件下复合地基固结解析理论研究

与砂井地基相比,复合地基具有桩体压缩模量较大、直径较大、受荷后应力向桩体集中以及桩体发生侧向膨胀等特点,因此,复合地基固结虽然类似于砂井地基固结但又与之不同.针对现有复合地基固结理论不能合理充分地考虑复合地基这些特点的不足,基于复合地基桩、土共同承担外部荷载的原则,提出一个新的关于复合地基固结初始条件,并对复合地基施工扰动引起的土体渗透系数变化、附加应力随深度和时间变化、桩体固结压缩、土体非线性以及桩、土发生侧向变形等复杂情况下的复合地基固结问题进行了较详细深入的研究,主要的工作和创新成果如下:(1) 给出能同时考虑扰动区土体渗透系数变化、附加应力既随时间变化又随深度变化的复合地基固结普遍解,以及荷载单级施加、附加应力沿深度线性变化时超静孔压和平均固结度的具体表达式,并对地基的固结性状和桩-土应力比的发展规律进行了分析.(2) 鉴于传统桩周流量连续的假定与等应变条件矛盾,对现行桩周流量连续假定进行了修正,建立新的能够考虑桩体压缩的复合地基固结控制方程,给出瞬时加荷和附加应力沿深度均匀分布情况下复合地基超静孔压和平均固结度的表达式,将其与以往解答进行了对比,分析复合地基的固结性状.研究结果表明:采用修正的桩周流量连续条件给出的地基平均固结度小于传统桩周连续假定给出的平均固结度,而且,随着井径比的减小,两者之间的差值变大.(3) 为考虑由于桩径较大而实际存在于桩体内的径向渗流,建立能考虑桩体内的径、竖向组合渗流的复合地基固结控制方程,引入2个新的边界条件,并给出相应解析解.对比分析结果表明:所给出的解答可以合理地退化到5种简单情况下的地基固结解答;不考虑桩体内径向渗流将高估复合地基固结度速率,而且,井径比越小,高估值越大.(4) 通过引入广为认同的土体孔隙比和有效应力以及孔隙比和渗透系数的对数关系,考虑土体固结过程中压缩模量非线性增长和渗透系数非线性减小的特征,给出一种复合地基非线性固结解析解,并对复合地基的非线性固结性状进行了分析.分析结果表明:考虑非线性时按应力和按变形定义的2种固结度不相等,并且按变形定义的固结度一般大于按应力定义的固结度;当压缩指数小于渗透指数时,不考虑土体的非线性特征会低估地基的固结度;而当压缩指数大于渗透指数时,不考虑土体的非线性则会高估地基的固结度.对于按应力定义的固结度来说,当压缩指数小于渗透指数时,随着附加应力的增大,地基固结速度加快,而当压缩指数大于渗透指数时,附加应力增大,地基固结减慢;对于按变形定义的固结度而言,不论压缩指数大于还是小于渗透指数,复合地基固结速度总是随着附加应力增大而加快.(5) 在竖向变形相等的条件下,给出能考虑桩体和土体在固结过程中发生侧向变形的复合地基固结解析解,并对该解和不考虑桩、土侧向变形的现有解答进行比较.结果表明:考虑桩体的侧向变形会降低地基的固结速率.最后分析桩体和土体的变形模量和泊松比对地基固结的影响以及桩-土应力比随时间的发展规律,结果表明:桩、土的泊松比越小,地基固结越快;桩、土的弹性模量之比越大,变形模量之比越大,则复合地基固结越快;考虑桩、土的侧向变形后,复合地基的桩-土应力比虽然随固结逐渐增大,但与现有理论预测的不同,该应力比不会增长到桩-土模量比的值.     

移动荷载作用下桩承式加筋路堤的动力特性

为了研究桩承式加筋路堤在移动荷载作用下的特性,采用FLAC 3D软件建立了移动荷载作用下道路的三维动力流固耦合分析模型,对桩承式加筋路堤和天然路堤在移动荷载作用下的竖向变形、桩土应力比、超孔隙水压力、加速度等进行了对比分析,并研究了不同轴载对路堤竖向变形的影响。分析结果表明：移动荷载作用下,桩承式加筋路堤通过桩体土拱效应和格栅张拉膜效应的联合作用,其路面竖向变形、桩土应力比、超孔隙水压力、加速度均比天然路堤的结果明显减小;随着轴载的增加,桩承式加筋路堤路面竖向变形不断增大。     

桩土作用对无铰拱拱圈内力影响探讨

讨论桩土作用对无铰拱拱圈内力的影响。选取典型工程,分别建立单独拱圈模型和拱圈-下部结构模型,对下部结构施加不同的侧向约束以反映土体作用的影响,比较拱圈横截面内力在不同支承约束条件下的变化。经对比分析,恒载和活载作用下,桩土作用对拱圈结构内力影响较大;温度荷载下的不同约束支承时,拱圈内力变化规律相同,内力值均小于拱脚完全固结时;采用拱圈-承台简化模型,对承台底施加水平和转角约束,考虑桩顶埋深和承台侧土压力计算桩顶刚度系数作为约束刚度系数,结果与拱圈-承台-桩精确模型接近。因此,这一方法在实际工程应用中有一定的实用价值。     

砂土中静压挤土桩周压力的监测与研究

在城市中,传统锤击桩等动力沉桩产生了包括噪音、振动等环境问题。而静压桩由于其对环境影响比较小等特点得到了越来越广泛的应用。通过模型试验研究了静力压桩过程中桩周砂土的侧向土压力的发展规律。文章监测了整个沉桩过程中几组测点的土压力的发展,当桩尖向下刺入接近测点时,土压力急剧增长;当桩尖继续下沉到测点以下,测点处的土压力又急剧减小;当桩体尚未刺入到测点深度的时候,测点处的土压力就会提前达到峰值。由沉桩引起的侧向土压力最大值沿径向呈指数函数衰减,而随深度呈近似的线性增长。模型试验对比了不同沉桩速度所需的沉桩贯入力,发现沉桩速度越快,需要的沉桩贯入力越大。沉桩速度的快慢对桩周土体压力的产生没有明显影响。     

软基中桥台桩位移预测方法探讨

从抗滑桩的角度分析了桥台桩所承受的侧向土压力以及桩的变形情况,探讨了桥头路基填筑过程中下覆软土侧向变形引起桥台桩侧向位移的计算方法,并对这些方法进行了评价,简述了存在的问题和今后的研究方向.     

气囊增压联合堆载加固冲填土地基模型试验研究

基于模型试验对冲填土地基在内部竖向气囊施加的侧向压力联合上部堆载的作用下产生的沉降固结进行分析研究。研究结果显示:气囊的侧向力对提高土体的固结度有明显的作用,在总固结时间为180h时,气囊增压联合堆载实验的固结度达到82.75%,高于堆载实验的75.31%,同时土体的工程性质有更为明显的提升。气囊侧向压力引起的附加应力增量沿竖向分布均匀,同时每次加压引起的孔压和土压的增量随土体固结度的提高而降低。通过对地基变形场的分析得出,侧向压力使土体产生的侧向变形有限,地基变形仍以沉降为主,并且受装置变形和排水距离的影响,地基内部存在较大的不均匀性。模型试验的结果为该方法在实际工程中的方案设计提供依据。     

双排桩复合土钉支护基坑的工程实例分析

通过一个具体的工程实例,采用数值分析的方法,模拟基坑开挖过程中双排毛竹桩复合土钉支护结构的受力性状,并与实测结果进行了比较,探讨了影响双排桩复合土钉支护基坑侧向变形和体系内力的因素。通过有限元数值分析结果与现场实测数据对比表明,二维有限元数值分析在一定程度上能够反映现场双排桩复合土钉支护基坑开挖的变形和内力分布情况。计算结果表明:土钉中的内力与其位置有较大的相关性,中上部的土钉受力较大,底部的土钉受力较小;各层土钉轴力是在开挖下一层土体时引起的,并且随着开挖进行,土钉的轴力逐渐增大;双排桩的刚度对基坑的侧向位移有较大影响。     

分层土中扩盘单桩水平承载特性模型试验研究

通过室内模型试验分别对两根承力盘位置不同的扩盘单桩进行四种工况下的承载性能试验,研究在水平和竖向荷载作用下,承力盘的位置和土的分层情况对单桩承载特征的影响。根据试验结果可知:当受到的水平荷载相同时,随着埋深的增加弯矩值先增大后减小,在距桩端1/3时,弯矩值达到最大;通过对桩周土体的加固,可以抑制桩体自身的变形,通过弯矩值对比分析,扩盘桩在加固土中最大弯矩相对于在分层土中可以减少约20%;同一桩在加固土中桩受到的侧向土压力是分层土的1/2,通过加固扩盘桩周围的土体可以降低50%桩受到的土侧向压力;承力盘的位置在上盘时,对土压力的减缓作用明显大于承力盘在中盘时,上盘扩盘桩所减缓的土的侧向土压力是中盘扩盘桩的1. 4倍。