基桩检测合格率的概率分析及可靠度评估

基于概率论,分析了当前桩基工程质量评估的有关规范中存在的问题,建议采用检测合格率作为基桩质量的评估指标,并提出了评估基桩质量的可靠度方法。提出基桩检测合格率的先验分布服从标准Beta分布,并应用Bayesian方法求出该合格率后验分布的概率密度函数,结果表明后验分布也服从标准Beta分布。Bayesian方法的引入,摒弃了传统评估方法中仅根据一次检测结果来确定工程质量的缺点,并充分考虑了已有类似工程中的数据,使合格率后验分布的确定既具有概率统计理论基础,又具有工程实际意义。根据国内外相关规范和文献资料,选取目标可靠度指标3.2作为评估基桩质量的标准。可靠度方法的引入不仅使得桩基工程质量评估更加科学合理,而且可为相关规范的修订提供参考。     

基于Beta分布的改进的一次可靠度法研究

为了提高一次可靠度方法的计算精度和计算效率,文章利用Beta分布拟合了功能函数中的随机变量的概率分布,利用VBA语言给出了将Beta分布和对数正态分布转化为标准正态分布的方法,采用蒙特卡洛模拟法比较了采用不同概率分布的一次可靠度计算精度。算例分析表明:当功能函数中随机变量服从对数正态分布时,失效概率被高估;当随机变量服从正态分布时失效概率被低估。利用本文提出的Beta分布拟合随机变量的概率不仅大大提高了计算精度,而且在保证迭代收敛的前提下提高了计算效率。     

基于离散元法的黄土颗粒间强度离散研究

为深入探究黄土三轴试验中黄土试样的力学特性，使模拟更接近真实情况。本文基于离散元单元法，开展了黄土试样在黏结强度服从高斯分布时的三轴剪切试验模拟，分析了分布方差对黄土试样力学特性的影响。研究结果表明：试样轴向应变初期未出现差异性，当达到一定应变时，黏结强度不同分布方差的影响开始显现。相同围压条件下，在剪缩全过程和剪胀前期，黏结强度的分布方差对体应变几乎没有影响。当轴向应变达到一定值时，不同分布方差的体应变曲线开始出现差异性；试样内部法向接触力分布主要集中于竖直方向，切向接触力分布主要呈现“X”形，不同离散程度的试样接触力分布也不一样。     

基于贝叶斯方法的砌体结构自振频率推断

自振频率是既有砌体结构振动特性的重要指标,但其现场实测结果数据量有限且较为离散,难以对结构振动特性进行评估。为解决此问题,采用数理统计方法处理实测自振频率的不确定性。首先通过环境激励和人工激励,由动力测试获得试件自振频率的实测数据。然后基于贝叶斯方法,通过马尔科夫蒙特卡洛抽样,在实测数据中发掘总体信息;再结合对自振频率的先验判断,构建自振频率的样本后验分布。基于所获得的样本后验分布推断砌体试件的自振频率。结果表明,以上方法在实测数据量少、噪音影响较大的情况下具有很好的鲁棒性,能够较快收敛于稳定、合理的样本后验分布,为推断自振频率提供可靠的基础。结合某复杂既有砌体结构的自振频率监测过程,说明所提方法可用于工程检测。     

低应变法与钻芯法在桩基质量检测中的运用探讨——以桐梓县某项目工程为例

在桐梓县某项目基桩检测工作中,当采用单一的低应变法检测方法未能得到可信的基桩检测结果后,便采用低应变法和钻芯法进行综合检测,以取得较可靠的桩质量检测成果,达到排除桩基隐患的目的。     

桩周土阻力对低应变检测结果的影响

概述了低应变反射波法的基本原理、基本假设,结合工程实例分析桩周土阻力对低应变检测结果的影响,得出结论:当地质条件较好时(桩周为粉质粘土、强风化凝灰岩、卵石土、强风化花岗岩)有效检测桩长远小于40 m,并有针对性的提出了相应的建议。     

评价桩基承载力水平的新方法探讨

基桩承载力取决于以下两方面因素：①原位土承载力；②桩身的抗压强度。对于打入桩，打桩机机型确定，锤重、桩管直径和落锤高度也确定，锤击过程就可理解为“标准贯入”的过程，每米的锤击数正好反映了各层土的综合力学参数，它和终桩前的贯入度经适当的加权计算，便是该桩的原位土承载力。其与静载试验承载力相比较，可得到一个修正。经修正后的原位土承载力与基桩的桩身抗压强度的小者，就是该桩的极限承载力。通过打桩记录和低应变检测，就能确定每支桩的极限承载力，从而可全面量化的评价整个桩基础的承载力水平。     

基于检测数据更新的混凝土碳化深度预测

混凝土碳化深度预测模型及模型参数的选择均存在不可忽略的主观不确定性和随机性,应用于实际工程时存在显著的误差,而实际检测数据往往样本数量少、缺乏足够的完备性而不能用于实际工程中混凝土碳化深度的预测。以几个碳化深度预测模型计算结果的加权平均值来预测混凝土碳化深度,用贝叶斯方法结合检测信息和先验预测模型,更新预测模型权重的概率分布和相应模型分布参数的概率分布,采用更新后的模型权重和参数后验分布,可以更加准确地对结构的碳化规律进行评估和预测。以一个10 a期自然碳化试验结果为例,验证了本方法的有效性。     

倾斜基岩在动载作用下群桩桩顶的最大弯矩分布

倾斜基岩上的框架是山地，丘陵地区多见的一种结构形式，但以往对其抗震性能研究很少。本文针对一柱一桩，桩间设置地梁的基础形式，引入了多次透射边界以模拟场地的无限性，利用二次开发后的ANSYS对倾斜基岩上的框架在ElCentro波、Taft波作用下群桩桩顶的荷载分布进行了上下部共同作用分析，以定性的判断地震作用下不同位置桩的受力情况。为了探讨桩端不同约束方式对桩顶最大弯矩的影响，每个算例都分别计算了桩端铰接和桩端固接两种情况。对于倾斜基岩，在A类、B类土层情况下，各桩的最大弯矩分布形状仍呈U形分布，但长桩所受最大弯矩大于短桩所受最大弯矩。在C类土层情况下，各桩最大弯矩呈一形分布；当基岩斜率为9：24时，对于桩端固接的情况，长桩的桩顶最大弯矩大于短桩的桩顶弯矩；对于桩端铰接的情况，则长桩的桩顶最大弯矩小于短桩的桩顶最大弯矩，随着基岩斜率减小，长短桩之间的最大桩顶弯矩差异减小。     

水泥砂浆扩体预制桩竖向承载特性试验研究

水泥砂浆扩体预制桩是一种新型的扩体桩技术，通过孔内土体全置换灌浆后植桩工法和厂拌高质量灌浆料的应用，改善了扩体桩整体承载性能，扩展了预制桩的工程应用范围。为了揭示其竖向承载特性，基于足尺试验，开展了不同桩顶承压方式与引孔条件下扩体桩承载性能研究。结果表明：桩顶承压方式对扩体桩整体承载性能影响相对较小，但对扩体桩内部荷载传递机制影响明显；与扩体桩全截面承压相比，内部预制桩单独承压时，预制桩轴力相对较高，且随深度增加衰减速度较快，预制桩-水泥砂浆相互作用更明显；引孔条件不同会造成桩端支撑条件变化，对扩体桩承载性能影响明显，超引孔扩体桩（SC）的承载力大于等引孔扩体桩（EC）和短引孔扩体桩（LC）；各试桩均呈现扩体桩整体下沉破坏，说明预制桩-水泥砂浆界面剪切能力大于水泥砂浆外侧壁与土之间的剪切作用；当采用强度大于15 MPa的外包材料时，可不考虑预制桩与外包材料界面破坏。     

桩基不重复随机抽样不合格桩数概率分布研究及其工程应用

用条件概率方法研究桩基质量随机抽样不合格桩数ｒ的概率分布ｐ_（ｎ,Ｎ）（ｒ）和数字特征的计算公式。然后,引用计算随机变量函数概率分布的方法,导出桩基抽样不合格率γ的概率分布ｐ_（ｎ,Ｎ）（γ）和数字特征的计算公式。这些公式为桩基质量检测的统计推断提供了理论基础。     

Updating occurrence probability and size of defect for bored piles

To ensure performance of large-diameter bored piles, integrity tests are often conducted after pile construction. It is often impractical to inspect 100% of piles due to high costs and possible delays. Accordingly, the presence of defects may not be fully detected as only a limited number of piles can be inspected. The defect sizes may also be insufficiently predicted based on limited tests. This paper proposes a procedure to predict the occurrence probability of defect and the defect size for piles at a site based on coring examinations supplemented with engineers’ experiences. This procedure is formalized in the Bayesian framework. To update and estimate the occurrence probability and size of pile defects, the concepts of occurrence probability of defect and encounter probability are presented. Then, a method to evaluate the encounter probability is formulated. The occurrence probability of defect is updated based on results from on-site coring. After measurements on encountered defects are taken, the defect size distribution is updated using the proposed procedure. Results from numerical examples indicate that the occurrence probability of defect can be estimated using the proposed procedure in a more rational way. The inspection results from on-site coring have a significant influence on the estimated occurrence probability of defect. The uncertainty in defect size is substantially reduced after being updated with the information on defect sizes from on-site coring. Analysis results can assist the specification of pile inspection program to assure given level of quality assurance.     

基于Bayes方法的堤坝时变渗流风险率评估

随着工程的老化,影响堤坝防洪安全的各种不确定性因素将发生缓慢变化。定量评估各种随机量的时变特性,对确定时变的防洪风险率至关重要。Bayes方法提供了对随机量概率分布进行推断的框架,利用一切可以利用的先验信息,并通过不断的实时采样信息,修正和改进原有的概率分布规律假设,以减少所考察随机量的时变不确定性。本文以渗流随机量的时变特性分析为例,论证了采用Bayes方法对时变随机量进行定量评估的可行性和适用性,并建议以正态共轭分布模拟数据的采样过程并计算其后验分布。在此基础上,讨论了渗流风险率计算的实测法模型,分析了随机变量的时变特性对渗流风险率的影响。     

岩体错动带抗剪强度参数的Beta概率分布

分析了多个实际工程错动带抗剪强度参数的分布特点和Beta分布的优点,认为Beta分布可有效地拟合错动带黏聚力和摩擦系数的分布规律,探讨了Beta分布参数的确定方法。根据白鹤滩水电站31组错动带的黏聚力和摩擦系数,得到了两者的Beta分布概率密度函数,很好地解决了正态分布和对数正态分布数据负值和无限的问题,且具有良好的灵活性,可根据实际错动带抗剪强度参数的样本数据反映其右偏态、正态或左偏态。采用A-D法检验了错动带抗剪强度参数的Beta分布概率密度函数,通过偏转换法得到了转换后的A-D检验统计量,并与相应的临界值进行对比,结果表明白鹤滩水电站错动带抗剪强度参数服从Beta分布。     

小波变换在水泥土搅拌桩检测中的应用

本文针对某高速公路江苏段软土地基处理水泥土搅拌桩的反射波检测曲线,基于MATLAB平台编制程序选取最优小波基进行小波分析,进一步提高了反射波法在水泥土搅拌桩检测中的适用性。在对桩体进行小波分析的同时,选取部分典型桩体进行现场钻孔取芯,钻孔取芯情况与实测曲线分析结果较为吻合,从而证明了小波变换在确定水泥土搅拌桩桩底和桩身缺陷时具有较大的准确性,具有较好的应用前景。     

多节预制桩接桩质量问题的处理

采用三种不同的检测方法，对某重点工程桩基质量事故进行分析及处理，由静载荷试验发现了接桩的质量问题是引起事故的主要原因，采用压力注浆方法对不合格的桩进行处理。低应变检测方法不能用于有接桩的多节预制桩检测，同时，国标97G361的接桩方法，在大冲击力、高击数条件下应进一步完善和加强。     

有机质污染红黏土地基加固效果的力学效应分析

某工程场地水泥搅拌桩桩体质量抽芯检测中,发现某些桩体的质量存在问题。现场开挖检查,发现"问题桩"呈带状分布。通过对场地的进一步勘查,得知该场地局部地段由于化粪池处理不当,造成红黏土被有机质污染,导致水泥搅拌桩加固的红黏土地基的桩体质量出现问题。通过选取代表性的土样进行室内有机质污染红黏土相关指标的测试,并对勘察资料及室内试验资料的统计、分析,得到该场地有机质污染红黏土的物理力学性质指标。结合现场抽芯和开挖观察以及对微观结构的分析,探讨有机质污染红黏土对水泥搅拌桩力学效应的影响。研究表明:该场地红黏土被有机质污染的程度,随着距化粪池的渐远而减弱,红黏土的物理力学性质指标变幅的程度逐渐减小,力学软化效应的显著性依次减弱,致使"问题桩"呈带状分布。