应用桩身应力观测资料分析推算桩身轴向变形的方法和实践

桩身的实际变形对考察桩身的工作性状,尤其对正确判断桩端持力层的工作状态至关重要,通过传统的桩身应力观测进行了桩身变形的计算实践,完善了桩身应力观测成果.     

沉桩对邻近既有桩内力变形的影响分析

基于布辛奈斯克位移解与p-y曲线法,求解沉桩引起的自由土体水平位移并建立了单桩水平位移控制方程,采用两阶段法研究了沉桩引起的既有桩响应,分析了既有桩桩顶约束条件、桩身刚度及土体强度对既有桩性状的影响。研究表明,沉桩初始阶段在邻近既有桩中产生较大的桩身弯矩,沉桩深度增大时,既有桩桩身弯矩减小。既有桩桩顶约束条件对桩身性状有明显影响。土体强度增大时,既有桩桩身弯矩与变形均增大。既有桩桩身刚度增大时,桩身位移减小,桩身弯矩增大。     

沉桩对邻近既有桩内力变形的影响分析北大核心

基于布辛奈斯克位移解与p-y曲线法,求解沉桩引起的自由土体水平位移并建立了单桩水平位移控制方程,采用两阶段法研究了沉桩引起的既有桩响应,分析了既有桩桩顶约束条件、桩身刚度及土体强度对既有桩性状的影响。研究表明,沉桩初始阶段在邻近既有桩中产生较大的桩身弯矩,沉桩深度增大时,既有桩桩身弯矩减小。既有桩桩顶约束条件对桩身性状有明显影响。土体强度增大时,既有桩桩身弯矩与变形均增大。既有桩桩身刚度增大时,桩身位移减小,桩身弯矩增大。     

竖向荷载下斜桩承载变形性状及荷载传递机理试验研究

通过模型试验研究了竖向荷载作用下长径比为25时,不同倾角的斜桩的承载变形及荷载传递性状,并与竖向荷载作用下的直桩的承载变形及荷载传递性状进行了比较。试验结果表明:斜桩的桩顶沉降大于直桩的桩顶沉降,斜桩桩身倾角越大,斜桩的桩顶沉降超过直桩的桩顶沉降越多;斜桩桩身轴力均小于直桩桩身轴力,斜桩桩身倾角越大,桩身轴力沿深度衰减得越快;斜桩桩身弯矩主要发生在桩体上部1/2桩长范围内,且随着桩身倾角的增大而增大,桩身最大弯矩出现的位置与桩身倾角无关。斜桩桩侧平均摩阻力的分布与桩身倾角密切相关;斜桩最大桩侧平均摩阻力出现在桩顶下约1/5桩长处。     

不同深度桩身明显离析的反射波特征技术分析

利用基桩低应变反射波法检测桩身结构完整性,可判定桩身缺陷类型及其在桩身中的位置。本文论述了如何分析不同深度处的桩身反射波特征,判定桩身存在混凝土明显离析的缺陷性质。     

能源群桩与单桩热-力学响应特性对比分析

针对热-力耦合作用下能源群桩和单桩连续72 h放热工况以及间歇运行工况的传热和力学响应过程进行了三维动态数值模拟,对比分析了二者连续运行工况下的桩身温度、桩身应力、附加温度荷载、桩身截面位移、桩侧阻力以及间歇运行工况下的出口水温、桩心温度和桩顶位移。结果表明：虽埋管出口水温相近,但群桩与单桩的桩身温度差异较大,进而会引起桩身截面位移以及桩身应力等一系列能源桩力学响应不同;对能源桩施加结构荷载和温度荷载后,单桩的桩身应力大于群桩中各桩的桩身应力,并在桩身中下部达到峰值,附加温度应力在桩身主体段几乎相等;桩基出现整体沉降,但随着加热的进行出现了桩顶向上移动、桩底向下伸长的趋势;侧摩阻力沿桩深方向不断增大,在桩底处达到最大值;间歇运行工况下,能源桩出口水温、桩心温度以及桩顶位移出现明显的波动,呈现出累加效应。     

地震下单桩动力响应的有限元模拟

采用ANSYS结构分析软件建立了三维有限元实体模型,计算了地震作用下桩—土动力相互作用体系的动力反应,分析了体系的加速度反应、位移反应、桩身应变、桩身挠度、桩身弯矩、桩身剪力和桩土间接触压力等,并探讨了桩土刚度比、上部荷载等参数对桩—土相互作用体系的影响。     

基于非线性应力应变关系的桩身压缩量计算

桩身压缩量占整个桩基沉降的很大一部分,已经成为控制桩基沉降的重要内容,正确的计算桩的压缩量对准确预测桩基沉降有重要意义。本文在分析桩身钢筋混凝土受力变形特性的基础上,通过在桩身中埋设应力计实测了桩的应力应变曲线,在该非线性应力应变的基础上计算了桩身压缩量并同恒定变形模量基础上进行了对比分析,分析表明通过非线性的桩身混凝土应力应变关系计算出的桩身压缩量与实测值更接近。     

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。     

深圳地区抗拔桩的工程特性试验研究

对深圳地区某工程抗拔静载荷试验成果进行了深入的分析,得出试桩的U~δ曲线为缓变型,常规抗拔试验测得的桩身轴力沿桩身向下递减传递,而自平衡试桩法测得的桩身轴力在桩身加载处最大,沿桩身递减传递,桩侧摩阻力在第一级荷载即传遍桩身,随测试方法不同,发挥速率略有不同,但总体上变化规律相似。     

不同桩头约束下微倾单桩纵横向受荷响应计算的三参数法

为研究桩头转动约束及桩身初始微倾斜对纵横向组合荷载作用下桩身侧向响应的影响,基于三参数形式的地基水平抗力系数,通过矩阵运算提出了桩身变形和内力的半解析解,并与模型试验结果及已有解计算结果进行对比以验证其可靠性。计算结果表明:桩头转动刚度增加时,桩顶位移和地表以下桩身最大弯矩减小,桩顶弯矩和地表以下桩身最大弯矩距离桩顶的距离增大。桩身初始倾角增加时,桩身最大位移和最大弯矩均线性增大,且随纵向荷载的增加其变化速率逐渐增大;纵向荷载增加时,桩身最大位移和最大弯矩均增大,且随纵向荷载和桩身初始倾角的增加其变化速率逐渐增大,而地表以下桩身最大弯矩距离地表的距离呈线性减小。     

均质砂土地基中竖向力–水平力–桩顶扭矩共同作用下单桩承载特性试验研究

为探讨单桩在竖向力(V)、水平力(H)与桩顶扭矩(T)共同作用下的承载特性,基于自行设计的V-H-T组合加载装置,完成一系列室内单桩载荷模型试验,获得V-H-T共同作用时的桩身内力变形曲线,以及3个荷载分量对桩身承载力的相互影响曲线和桩身承载力包络线,并通过无量纲化处理与拟合,得到相应的桩身承载力计算公式。试验结果表明:相比于纯受扭桩的桩身扭转极限承载力(T_u),H和V的作用将导致桩身扭转承载力降低,如在0.6V_u(桩身竖向极限承载力)–0.6H_u(桩身水平极限承载力)组合下桩身极限扭矩减幅达66%;V-H-T组合作用时,预先施加的V削弱了桩身扭转承载力,但同时有利于提高桩身水平力,而H对于桩身竖向承载力的影响可忽略不计;另外,3个荷载分量间存在复杂耦合关系,随T增大,桩身水平和竖向位移均会有所增加,说明桩侧摩阻力与水平抗力存在相互影响,因此,在工程设计中不能简单地基于叠加原理来评估组合载荷作用下桩身承载能力。     

泥岩持力层中管桩的应用

针对某工程在泥岩地区采用管桩遇到的问题,通过分析原因提出了解决措施,对桩身阻力、侧阻力、桩身变形进行了进一步的了解,得出泥岩桩侧阻力值很大,是嵌泥岩桩承载力中不容忽视的重要组成部分,桩身沉降值中不可忽略桩身的塑性变形。     

受水平循环荷载影响的斜桩p-y曲线构建及应用

p-y曲线法是分析水平受荷桩基承载变形特性的主要方法,利用p-y曲线法的关键在于构建合理的p-y曲线。在砂土地基中开展了2组共10根水平受荷斜桩模型试验,其中2根斜桩仅分级施加了水平静力荷载,其余8根斜桩先施加了不同幅值的单向水平循环荷载,然后再分级施加水平静力荷载。试验测试了10根斜桩的砂面处桩身横向位移及桩身应变,根据桩身应变计算得到了桩身弯矩,在此基础上根据Euler-Bernoulli梁理论得到了桩侧土抗力及相应的桩身水平位移,构建了承受水平单向循环荷载后再承受水平静力荷载时斜桩的双曲线型p-y曲线,并给出了斜桩初始地基反力模量及桩侧极限土抗力的确定方法。用上述构建的双曲线型p-y曲线计算了本文模型试验及文献中模型试验斜桩的响应,发现利用所构建的p-y曲线得到的计算结果与实测结果整体上吻合较好,说明本文构建的双曲线型p-y曲线是合理可行的。最后利用p-y曲线计算了承受单向水平循环荷载后再承受水平静力荷载斜桩的桩身位移及桩身内力,计算结果表明:(1)相对于斜桩桩顶自由,桩顶固支能有效地减小斜桩的桩身横向位移、桩身弯矩及剪力;(2)在单向水平循环荷载作用下,正斜桩桩顶横向位移、 桩身最大弯矩及剪力均小于负斜桩;(3)无论是正斜桩还是负斜桩,桩顶横向位移、桩身剪力随着抗弯刚度增加而减小,而桩身最大弯矩随着抗弯刚度增加而增加。     

设计参数对桩+锚索组合抗滑结构应力状态的影响

分析了桩-锚索工作的内在机理;探讨了桩-锚索理论上存在的5种桩身结构类型;研究了锚索拉力、桩截面、嵌固段长度对桩身结构的影响;提出了桩-锚索设计时可以通过优化设计参数,确定合理的桩身结构.     

基桩自平衡法静载试验中桩身内力测试研究

近年来,基桩自平衡法静载试验在我国已开始大量应用,部分省份还出台了地方标准。但是,针对自平衡法静载试验的桩身内力测试研究还非常少。本文以昆明某工程为例,结合桩身受力情况分析,参考传统静载试验桩身内力测试数据计算方法,对自平衡法静载试验中桩身内力测试数据进行分析,详细介绍桩身轴力、桩侧摩阻力和桩端阻力计算方法。试验结果表明:自平衡法静载试验桩身内力测试数据处理时应考虑抗压桩侧摩阻力转换系数;桩身轴力、桩侧摩阻力和桩端阻力随荷载增加而增大,荷载箱位置处桩身轴力最大,向桩身两端逐渐减小;试验结果与桩身受力分析结果一致。     

竖向荷载作用下的被动桩计算方法研究

建立了被动桩的计算模式,借鉴抗滑桩的设计方法计算主动侧作用于桩身的土压力,被动侧作用于桩身的土抗力与桩的变形成正比,然后基于静力平衡条件建立了可考虑桩顶竖向荷载作用的被动桩桩体单元受力微分平衡方程,编程可求解得到桩身侧向位移、桩身弯矩和剪力。该方法可供被动桩的设计参考。     

施工质量对黄土地基中超长钻孔灌注桩承载性状的影响

通过对黄土地基中超长钻孔桩静载试验和桩身轴力的测试,分析了桩孔施工质量和桩身质量对超长桩承载性状、桩身轴力传递规律、桩侧阻力发挥的影响,对于黄土地基中超长桩的施工、设计和检测具有指导意义。     

软土地区邻近堆载对桩基影响的数值模拟研究

对软土地区地面堆载对邻近桩基影响进行了数值模拟研究,模拟分析了填土对邻近桩基的地面沉降水平位移、桩身变形、桩身轴力、桩身弯矩等的影响,得出桩身位移变化规律以及填土高度对桩基影响的安全距离。     

管桩水泥土复合基桩技术研究与应用

一、立项背景 水泥土桩桩身强度及压缩模量较低,桩身材料强度决定了单桩极限承载力,桩土阻力得不到充分发挥;预应力混凝土管桩桩土阻力决定了单桩极限承载力,桩身材料强度得不到充分发挥.为了充分发挥水泥土桩桩土阻力和预应力混凝土管桩的桩身强度,有必要将两种桩型科学地复合,形成一种新的水泥土桩中插芯的组合型基桩技术.