静压有孔管桩的超孔隙水压力空间解析解

基于圆孔扩张理论,从空间角度(径向距离r和深度z)对有孔管桩沉桩过程产生的超孔隙水压力进行了分析,得到静压有孔管桩的超孔隙水压力空间解析解。通过理论计算和数值模拟的对比,验证得到:同一深度处,静压有孔管桩的超孔隙水压力会随径向距离的增大而减小;相同径向距离处,超孔压随深度的增加而增大。研究结果能为有孔管桩技术设计、开发及工程应用研究提供可靠的依据。     

饱和粘土中单桩沉桩引起的超孔隙水压力分析

以圆柱孔扩张理论为基础，通过实测资料的分析，探讨了沉桩时单桩周围土中产生的超孔隙水压力的大小、分布及影响范围，得出了单桩沉桩后土体中沿径向及深度方向的超静孔隙水压力规律，并与理论解进行了对比。     

考虑土体三维强度特性的静压桩周超孔压解析及演变

 将饱和黏性土中静压沉桩过程近视看作柱孔不排水扩张问题,在充分考虑土体三维强度特性的条件下采用SMP准则改进的修正剑桥模型,推导得出柱孔扩张引起超孔压的基本解答。在此基础上,考虑桩周土竖向和径向固结,建立空间轴对称固结方程的定解条件,采用分离变量法求得桩周超静孔隙水压力消散的级数解答。分析桩周土体超静孔隙水压力随时间和空间的演变规律,揭示应力历史、径向和竖向固结系数以及剪切模量等因素对初始超孔压的产生和随后的固结速率的影响规律,并通过实例验证本文解答的合理性和适用性。通过与现场实测对比,本文解答较好地反映了静压桩周土体超静孔隙水压力的演变规律。此外,桩周土体的超静孔隙水压力随距桩侧径向距离增大呈对数衰减。剪切模量和竖向固结系数对桩周土体固结速率影响较小,而土体超固结比和径向固结系数对固结速率影响较为显著,表明超孔压消散主要发生在径向。研究成果对静压桩承载力的确定具有一定的指导意义。     

多方位立体双向搅拌桩湿喷法施工过程的数值模拟

多方位立体双向搅拌桩(MMP桩)是一种改进的水泥搅拌桩地基处理方法。为了研究该工法成桩过程中既有线路地基超孔隙水压力变化,使用有限元软件ABAQUS,建立三维有限元模型,采用Biot固结理论和修正剑桥模型以及现场土性参数试验值,模拟上海近郊某铁路路基加固工程中MMP桩成桩过程,计算得到了成桩过程的超孔压的增长及消散情况以及侧向土压力变化情况。将数值模拟结果与现场实测结果对比,两者变化趋势基本一致,吻合得比较好。     

饱和软土单桩沉桩超孔隙水压力分析

通过分析工程桩沉桩过程中的实测资料，探讨了单桩桩周土体中产生的超孔隙水压力大小、分布规律及影响范围，得到桩周土中超孔隙水压力的分布随距离呈对数型衰减，影响范围约为30倍桩径。对实测值、理论值进行了比较，分析结果表明：从实测拟合直线中求得的塑性区半径代入圆柱孔扩张理论得到的估算值与实测值吻合较好。     

水泥搅拌桩施工扰动模拟

进行地基处理时容易对土体产生施工扰动,土体结构破坏,引起土体强度降低,对工程产生不利影响。本文采用有限元方法,对桩周土体采用剑桥模型,进行了水泥搅拌桩施工过程模拟,得出了施工引起的超静孔压分布和消散规律:随着深度的增加,超孔压的峰值呈现递增趋势,并且离桩心越近,不同深度间超孔压峰值相差越大。施工结束后超孔隙水压力即开始消散,固结1d已消散了80%～90%,固结9d,超孔隙水压力基本消散。超孔隙水压力沿径向呈指数形式迅速衰减,随着深度的增加,影响深度也逐渐增大。     

饱和黏土中搅拌桩施工引起的超孔隙水压力计算

水泥土搅拌桩在地基处理过程中产生一定的挤土效应,靠近桩身的土体发生屈服并产生很高的超静孔隙水压力。为得出饱和黏土中搅拌桩施工引起桩周超孔压问题的精确解答,文中采用钻杆和注浆对土体置换的方式确定扩孔半径,通过联合平衡方程、不排水强度的屈服准则并充分考虑不排水强度与有效上覆土压力的关系,推导了桩周超孔隙水压力沿半径和竖直方向分布的解析解。此外,基于桩施工引起的劈裂行为,推导了在竖向劈裂控制条件下的超孔压分布近似解。理论计算与现场实测值对比表明,两种计算方法均可以较好地反映搅拌桩施工引起的超孔隙水压力,因而可以广泛地应用于搅拌桩地基处理引起的超孔隙水压力和土压力的定量分析。     

软土中CFG桩施工引起的孔隙水压力现场试验研究

软土地基中水泥粉煤灰碎石桩(简称CFG桩)采用振动沉管法施工会产生较大的超孔隙水压力。本文采用经典的圆孔扩张理论,推导出了计算沉桩引起的孔隙水压力的基本公式,并给出了其中的关键参数——孔隙水压力系数Af的取值方法。结合工程试验,通过分析模拟软土地基中CFG桩单桩施工引起的孔隙水压力现场试验数据,得出了孔隙水压力的变化规律。结果表明,该计算方法较为可靠,可以用于沉桩的设计和优化。     

大直径超长桩后继打桩拒锤现象分析 及单桩承载力计算

 受到海上施工条件的限制,特别是大直径超长桩的施工常出现停锤,停锤后继续打桩时,连续打桩引起的桩周地基土中的超静孔隙水压力消散,土体强度得到恢复和提高,使得打桩阻力增大,甚至出现拒锤现象。分析表明,地基土层的分布、土体中裂缝的开展、停打时间的长短以及桩管内土塞的作用直接影响土体强度的恢复和提高程度。提出超静孔隙水压力的计算方法以及超静孔隙水压力的时间效应;结合一维应力波动理论,以实测打桩记录为依据,采用反分析方法确定当后继打桩出现拒锤现象时的单桩承载力。实际工程算例和海上原位动测结果表明,该方法具有可行性。     

利用挤密砂桩处理挤土效应引起的桩位偏移

挤土桩在沉桩过程中会产生明显的挤土效应 ,应用圆柱孔扩张理论可推导出桩周土体在打桩过程中产生的径向位移。挤土效应也可用来处理桩位的偏移 ,通过合理布置桩数和排数 ,使桩产生需要的反向位移。工程实例表明 ,理论计算与实测结果吻合程度较好     

Ko固结饱和土沉桩引起的超静孔隙水压力

根据饱和粘土中沉桩特点,用柱孔扩张理论模拟其贯入过程,将扩张后周围土体分为塑性区和弹性区,由柱孔扩张基本平衡方程和边界条件,采用能够考虑天然状态土体实际固结性状的K_o固结土体本构模型的屈服面方程为屈服准则,以对数应变考虑桩周土体发生的大变形,结合Henkel孔压公式,推导出沉桩后桩周超静孔隙水压力的理论表达式。通过算例分析了土体剪切模量、临界状态应力比、超固结比和静止侧压力系数对超静孔隙水压力的影响。同时,与基于修正剑桥模型解答和工程实例进行对比分析,理论计算值和现场实测值吻合较好,表明理论结果的合理性与实用性。     

桩周黏弹性土体固结分析

沉桩过程中桩周土体产生超静孔隙水压力,桩承载力的提高很大程度上依赖于超静孔隙水压力的消散。采用Merchant流变模型模拟土体黏弹性,考虑土体径、竖向耦合固结,研究沉桩后土体的再固结问题。假定沉桩后产生的超静孔压满足圆孔扩张理论,根据连续性条件,获得研究问题的控制方程。采用分离变量法、结合Laplace变换求得其级数解答。将该解答编制成应用程序,对一算例进行了分析。算例分析表明,深度在5.0m范围内土体的孔压消散受竖向固结影响较为明显;土体黏弹性减慢固结速度主要表现在中期接近后期阶段。     

有孔管桩静压沉桩超孔隙水压力消散分析

为研究有孔管桩静压沉桩效应,基于圆孔扩张理论,推导出有孔管桩静压沉桩产生的超孔隙水压力、塑性区半径等解析表达式。同时根据土压力理论,推导出超孔隙水压力与上覆有效压力关系的表达式。最后结合工程案例,比较分析静压无孔管桩和有孔管桩超孔隙水压力的变化情况,揭示出有孔管桩静压沉桩产生的超孔隙水压力变化规律,验证了有孔管桩能够加速超孔隙水压力的消散,并降低超孔隙水压力最大值。     

管桩沉桩过程中饱和软粘土地基孔压变化实测分析

预应力管桩沉桩过程中，饱和软粘土地基会产生较大的塑性变形和超静孔隙水压力，影响地基的使用功能。本文以浙江省台州地区一典型软土地基为工程背景，对管桩在饱和粘土中沉桩过程中地基超静孔压进行了原位观测，并与Vesic柱形和球形扩张理论解进行了对比分析，研究了沉桩过程中地基超静孔压的变化规律及影响范围，可为同类工程的设计和施工提供参考。     

透水性混凝土桩施工中超孔隙水压力变化特性试验

为研究透水性混凝土桩施工中产生的超孔隙水压力的变化规律,通过在现场埋设孔隙水压力计的方法,监测并分析了振动沉管法单桩施工过程中及施工后桩周土体的超孔隙水压力随时间、径向距离及深度的变化,并根据监测结果分析了透水性混凝土桩单桩施工对桩周地基的影响。结果表明:对于高地下水位的粉性土地基,桩周土体的超孔隙水压力在沉管结束时达到最大值,之后消散速率较快,完全消散时间较短,且距桩越近,超孔隙水压力的上升与消散速率越快;超孔隙水压力在径向上与深度上大致呈现递减趋势,距桩越近,超孔隙水压力越大;地基土体的液化范围与加固范围的空间分布呈上大下小的漏斗形。提出的适用于透水性混凝土桩的施工工艺可为类似工程的设计与施工提供参考。     

打桩施工对周围土性及孔隙水压力的影响

假定土体为均质、各向同性的弹塑性介质，运用无限介质中圆柱形小孔和球形小孔扩张理论分别模拟饱和粘性土中打入桩的沉桩过程，求出沉桩过程中桩周土体的应力分布，分析沉桩引起桩周土体土性的变化及其对土体应力的影响。运用水力压裂理论推导出沉桩产生的超孔隙水压力在沉桩后瞬时沿桩身径向和竖向的分布。经与工程实测值作分析比较，发现理论预测值与实测数据吻合较好。     

层状黏性土中静压桩沉贯特性现场试验

为探讨层状黏性土中静压桩的沉贯特性,依托山东东营某桩基工程开展了现场静压桩足尺试验,分析开闭口静压桩压桩力的变化规律,明确开闭口静压桩桩端阻力和桩侧摩阻力在贯入过程中的分布形式,揭示桩土界面径向土压力和孔隙水压力的分布特征以及有效径向土压力对单位桩侧摩阻力的影响机制。试验结果表明：压桩力的变化规律基本反映了土层性质的变化,土层的软硬程度制约着压桩力的变化,开口桩压桩力明显小于闭口桩压桩力,沉桩结束时开口桩占闭口桩的33.9%～79.7%;土层的软硬程度对桩端阻力的影响较大,并且闭口桩对桩端土层软硬程度的敏感性高于开口桩;桩侧摩阻力的发挥与土层的性质密切相关,受到土层变化的原因桩侧摩阻力临近深度并不明显,并且单位桩侧摩阻力出现明显的退化现象;桩土界面桩侧土压力的增长幅度与土层性质密切相关;孔隙水压力和超孔隙水压力的分布形式与土层的渗透性有关,基于水力压裂理论结合圆柱孔扩张理论推导的超孔隙水压力计算公式能较好地反映超孔隙水压力的分布特征;粉土层中有效径向土压力与单位桩侧摩阻力的比值为0.28左右,在粉质黏土层的比值为0.3,桩侧摩阻力的退化实质上是桩侧有效径向土压力的退化。     

一种现场测定地基固结系数与渗透系数的方法

地基固结系数及渗透系数是地基计算及设计中的关键参数。本文利用IFCOBAT系统测试地基原位水平固结系数和渗透系数,采用考虑塑性区内外孔压系数不同的圆柱形孔洞扩张理论和一维径向固结方程模拟滤头周围的初始超静孔隙水压力分布及其消散过程,在渗透系数分析中,同时考虑了针头对流经水的阻力和滤头及容器内水柱的影响。现场测试结果与薄壁土样的室内试验结果的比较分析表明,现场测定的固结系数和渗透系数与室内试验结果接近。另外,还讨论了两种测试结果之间差别的原因及其合理性。     

沉桩效应的差异分析

运用英国剑桥大学编著的Crisp有限元程序，对饱和砂土中的打桩效应进行有限元分析。对由于采取不同的本构关系和沉桩过程模拟方式计算所引起的超孔隙水压力、径向有效应力增量、地面隆起以及桩周土径向位移等沉桩效应的差异进行讨论，得出一些初步结论。     

挤密碎石桩复合地基抗液化效果检验

本文给出了碎石桩处理可液化地基土孔隙水压力比计算公式,并结合工程实际,在考虑径向排水及垂向排水条件下,对孔隙水压力比进行了计算。结果表明,经碎石桩处理后,可液化地基土完全消除液化,同时对碎石桩处理地基土效果与施工参数之间关系进行了分析计算,计算结果对设计施工具有指导作用。