考虑土–桩–结构相互作用的PHC管桩抗震性能试验研究

 通过振动台模型试验,在考虑土–桩–结构相互作用的条件下研究PHC管桩的抗震性能。试验采用层状剪切土箱,装填黏土、粉土、砂土3种土体,分别安装单桩、三桩和六桩3个模型。对每个模型施加3种不同的地震波,5种不同的振动强度。结果表明：随着振动持续,各模型体系的自振频率降低,阻尼增大。随着震级增加,土–桩–结构间的相互作用影响加大,土体及土–桩–结构体系的非线性增强,且少桩体系的非线性性质要强于多桩体系。桩的数量和布置方式以及上部结构的变化均极大地影响着桩体应变和弯矩的大小及分布规律。三桩、六桩模型最大拉应变比单桩模型分别下降23%和66%,最大弯矩分别下降29%和70%,桩–土界面压力分别下降22%和32%。多桩体系的震动破坏程度也远弱于少桩体系。初步确定PHC管桩在高烈度地区的应用是可行的,值得进一步研究。     

桩–土–隔震结构相互作用地震响应分析

本文在Penzien模型的基础上,建立了隔震结构考虑桩土相互作用(SSI)的计算模型,推导了其运动方程,分析了桩土相互作用对隔震结构的影响,同时,对地震动自由场输入和桩端输入对隔震结构的影响进行了比较。分析结果表明桩土相互作用对隔震结构地震响应有一定影响,但其影响比非隔震结构小得多,因而,在一般的隔震结构设计中,可以不考虑SSI的影响。     

考虑桩–土–结构动力相互作用的输电塔线体系简化抗震计算模型

提出了考虑桩–土–结构动力相互作用的输电塔线体系简化抗震计算模型。采用附加质量法对导线进行简化,用改进的集中质量模型来模拟输电塔下部结构,建立了桩–土–塔–线体系简化抗震计算模型。以一具体输电塔为例,在三种不同的场地条件下,分别采用本文的简化模型和文献[5]的整体模型对桩–土–塔–线体系在地震作用下的动力反应进行对比分析。结果表明,简化模型与整体模型的计算结果吻合较好,且可以大大提高计算效率,节省计算时间;在软弱、中硬场地,导线对塔体反应影响显著,不能忽略。有关研究成果可供工程设计参考。更多还原     

土–结构动力相互作用分析打桩引起相邻隧道振动

某集装箱码头打桩施工紧邻拟建的大直径越江隧道,桩身长度达到50 m,隧道直径约18 m。为了分析打桩对该隧道可能产生的振动影响,采用有限元模拟打桩引起的隧道振动。该问题的本质是桩–土–隧道三者组成的体系在冲击荷载下的整体动力响应。桩与土、土与隧道之间的力学关系是这类问题的重点和难点。这种力学关系实质上是动荷载作用下的动力接触关系。利用ANSYS的瞬态分析和接触单元,通过对动力参数和接触参数进行合理设置,在验证了某工程实例的基础上,对该问题进行了有效的数值模拟,从而分析出隧道在打桩冲击荷载下的振动规律,为确定打桩间距、打桩深度以及打桩能量等重要参数提供参考。     

考虑桩-土塑性相互作用的单桩分析

假设地基为弹性体,考虑桩-土塑性滑移,建立微分方程,采用差分求解。经与实测资料对比,结果较为一致。该方法可以考虑桩周土体的连续性,可以分析竖向荷载作用下地基土体产生的沉降。将该方法与荷载传递法、剪切位移法进行比较,分析表明:该方法不是荷载传递法与弹性理论法的简单叠加;该方法在退化后可以分别取得与荷载传递法及剪切位移法比较好的一致性。     

桩–土动力相互作用问题中桩身刚度的影响效应研究

 通过开展2类刚度差异较大的桩基础的离心机动力模型试验,系统地讨论柔性桩和刚性桩的地震反应差异,以及周围土体对桩体的不同作用效应。对于柔性桩,周围土体的作用主要体现在对桩的约束效应上;然而对于刚性桩,土体更大程度上对桩体施加附加惯性力的作用,以致桩筏基础的周期明显高于无土时的周期;针对柔性桩和刚性桩显著的地震反应差异,巧妙地提出用桩筏结构自振频率 界定两者的行为,可为今后类似研究提供参考。     

桩土相互作用的振动台试验研究

通过振动台试验 ,研究了饱和砂土中桩基的振动特性 ,对桩土振动过程中的动力相互作用有了初步的认识。根据试验结果 ,说明了饱和砂土中孔压增长对桩身内力的降低效果。认为不同深度处的振动孔压的幅值大小与相应深度处的弯矩的幅值大小有关。     

桩土相互作用研究综述

对国内外桩土相互作用研究现状进行了归纳总结,介绍了桩土相互作用的研究内容和研究方法,阐述了桩土相互作用研究中存在的不足,并对今后的研究提出了几点看法。     

桩-土-桩相互作用分析

分析层状场地桩-土-桩相互作用,采用子结构方法推导单桩与群桩沉降计算公式。求解两桩相互作用系数。将计算结果与采用弹性理论计算结果进行比较。研究影响群桩作用的因素。     

考虑桩土相互作用的双排桩分析

本文在对双排桩现有计算模型进行分析的基础上,提出了一种新的考虑桩土相互作用的平面杆系有限元双排桩分析模型,将双排桩之间土视为薄压缩层,并以水平向弹簧模拟,可以考虑两排桩间土层分布变化、压缩性、桩间土加固等对双排桩相互作用的影响,避免对前后排桩土压力分布做出人为分配。利用这一模型研究了双排桩与土的相互作用问题,计算实例表明,在参数取值合理的情况下,可以取得满意的计算结果。     

桩土耦合扭转振动理论研究与特性分析

从三维轴对称角度出发,对弹性支承桩与均质土耦合作用时的扭转振动特性进行了研究分析。假定桩为竖直弹性均匀截面桩,土为线性黏弹性体,其材料阻尼为滞回阻尼,首先通过对土层进行求解得到其振动扭转角的形式解,然后利用该解并以小应变条件下桩土接触界面位移连续和力连续来考虑桩土的耦合作用,来分析基桩的动力反应,研究得到了弹性支承桩在谐和激振扭矩作用下频域响应函数解析解,并利用所得解对土层动力反应特性以及桩土体系的扭转振动特性进行了深入分析,得到了一些新的结论。     

桩土相互作用对大跨度桥梁抗震的影响

以黑冲沟大桥为模型,采用了地震反应谱分析方法和弹性时程分析方法对其进行了地震反应分析以确定桩—土相互作用对大跨度桥梁地震反应的影响,并得出一些对设计和施工都有指导意义的结论。     

基桩完整性检测中桩土相互作用参数的试验研究

通过模型桩室内试验模拟真实的桩土相互作用边界条件,应用低应变反射波法对桩土相互作用阻尼系数进行系统的研究。结果表明,桩土相互作用阻尼系数随着桩周土应力增大而增大,而且还与土质和土体的含水状态有关。对于砂土、粉土、粉质粘土,在相同应力状态下,粉质粘土的阻尼作用最大,粉土次之,砂土最小;对于同一类土,饱和土体阻尼作用大于非饱和土体。最后通过对试验结果的拟合分析建立阻尼系数与桩周土应力的相关关系。     

考虑桩土共同工作的单桩承载力计算

基于桩土界面双曲线模型，由Randolph＆wmth模型和Boussinesq课题解计算了桩周土体的位移，建立了单桩桩侧摩阻力和桩土相对位移的函数方程组，计算单桩承载力，得出计算结果同试测结果相吻合，证明了该计算方法的正确性和实用性。     

考虑桩土共同作用的钢板桩支护结构计算研究

对有限单元法在钢板桩支护结构计算中的应用进行了探讨,并将其应用到某桥梁钢围堰设计计算,与简化计算结果的对比表明,未考虑桩土共同作用的简化计算方法使结构偏于不安全。     

桩顶水平动荷载作用下水–桩–土相互作用的解析解

近海结构单桩基础一般会遭受到多种水平动力荷载作用.针对端承桩在桩顶水平动力荷载作用下的动力响应问题,建立了一种三维水–桩–土相互作用系统模型;首先,桩和土体假设为线黏弹性介质,水体假设为线性声学介质;然后通过亥姆霍兹分解和分离变量法,给出了水体和土体阻抗对水–桩–土相互作用系统中桩体动力响应的解析解,进一步根据桩与水体...     

考虑桩土作用某连续梁桥抗震性能研究

以某高速铁路桥梁作为研究对象,运用大型有限元软件Midas构建了该桥的三维仿真模型,对该类型桥梁的抗震性能进行研究。首先,利用商业通用软件Midas建立该桥梁的考虑桩土作用与墩底固结的有限元模型;然后,分别对该桥的两种模型进行动力时程分析。分析结果显示,该桥在墩底固结与桩土作用下两种工况下运用时程分析法得到的最大位移分别为15.33 mm与31.56 mm,并且对其计算结果进行对比,发现考虑桩土作用下桥梁的位移大于墩底固结,但是固定墩弯矩明显变小。本文研究可以为类似铁路桥梁结构设计提供参考。     

广义位移法在土-结构相互作用问题分析中的应用

对目前土 -结构相互作用的有限元法数值建模中的若干不足进行了评述。通过深入分析土 -结构相互作用的力学机制 ,指出 :在相互作用体系中 ,由于两者之间悬殊的刚度 ,接触界面上公共节点的位移将受到结构本身变形性态的影响 ,在假设接触界面变形协调的前提下即是要求这些点的位移都应服从结构体变形的位移模式 ;因此 ,土 -结构相互作用整体有限元数值模拟的关键在于如何较好地反映由于土中结构体刚度条件而导致的、对周围土体变形所施加的一种约束条件。针对桩 /板筏与地基土的两类土结构相互作用问题 ,根据梁、板的工程弹性理论分别建议了桩 /筏基础结构的广义位移模拟方法。     

基于与围岩相互作用的冻结壁弹性设计理论

冻结壁设计理论是冻结法凿井技术的核心之一。传统的冻结壁厚度弹性设计公式在冻结壁与围岩的弹性模量之比小于 10 时有较大的误差。为了更合理地设计冻结壁,考虑了开挖卸载作用以及冻结壁与围岩的相互作用,建立了一个更符合实际的力学模型;推导出了其弹性解析解;分析了冻结壁与围岩的应力和位移变化规律;讨论了冻结壁厚度的设计方法;基于 Tresca 强度条件和 Mises 强度条件,分别建立了新的冻结壁厚度弹性设计公式。分析比较表明,新公式较传统的冻结壁厚度弹性设计公式更合理,更节省。