基于剪切位移法的长短桩复合地基沉降计算

在深入探讨长短桩复合地基作用机理基础上,针对长短桩复合地基的桩–土–承台整体相互作用特点,通过一定的简化假定,建立出长短桩复合地基的沉降计算模型;然后以剪切位移法为基础,引入Mylonakis&Gazetas桩-桩、桩-土相互作用模型,导出长短桩复合地基计算时的桩-桩、桩-土以及土-土相互作用柔度系数;在此基础上,考虑垫层作用的影响,提出一种综合考虑桩-土-垫层体系共同作用的长短桩复合地基沉降计算方法,并编制出相应的计算程序。最后利用该法对某工程实例进行了计算分析,结果表明,基于本文方法获得的沉降预测值与实测值吻合较好。     

长短桩复合地基相互作用系数解法及参数分析

利用桩—桩、桩—土、土—土之间的相互作用系数,通过桩和土单元的位移叠加建立了一种竖向荷载作用下的长短桩复合地基分析方法,该方法不对群桩进行整体分析,因此,计算效率较高。根据Muki和Sternberg的计算方法来分析长短桩间的相互作用系数,该方法将半空间中的两根桩分解为两根虚拟桩和半空间扩展土,其中,虚拟桩的弹性模量等于桩与土的弹性模量之差。本文计算方法得到的相互作用系数可以考虑桩的"加筋效应"。利用叠加原理对长短桩复合地基进行计算分析,通过与已有文献计算结果的比较,验证了本文计算方法的正确性,并对长短桩复合地基的沉降、各桩以及土之间的荷载分担情况进行了参数分析。本文方法能够用来分析大规模长短桩复合地基,具有一定的工程应用前景。     

饱和黄土碎石桩地基沉降计算

本文总结了采用碎石桩加固饱和黄土的效果。作者在指出国内外现有桩土应力比理论计算式的不足之后,应用应力剪胀理论,提出了考虑到桩土剪胀性的桩土应力比和沉降折减系数的简明实用计算公式。利用十多项工程的近80个载荷试验结果和冶院饱和土碎石桩地基的桩土三轴试验资料,对该计算公式进行了论证,并与国外有关理论解进行了广泛的对比。本文还给出了这种复合地基的沉降计算方法,并通过实例说明本文方法是可靠的。该法也可用于其它软弱土碎石桩地基的沉降计算。     

多桩型复合地基承载力计算方法研究

在对已有多桩型复合地基承载力计算方法进行充分研究的基础上,考虑多桩型复合地基受荷荷后的实际工作性状和施工方法对桩间土承载力的综合影响,引入主控桩、辅桩和桩间土承载力发挥系数及桩间土承载力提高系数,提出了多桩型复合地基承载力分步计算新方法。实例验证表明,复合地基承载力计算值与载荷试验实测值基本吻合。     

多桩型复合地基桩与桩间土承载力发挥系数实测分析

多桩型复合地基作为复合地基技术的新发展,在工程实践中得到愈来愈多的应用,被列入《建筑地基处理技术规范》JGJ79报批稿,但其承载力计算复合式中桩与桩间土承载力发挥系数,不同条件的多桩型复合地基应有不同的取值。本文依据现场实测结果对刚性长短桩复合地基承载力发挥系数进行的分析表明,多桩型长短桩复合地基桩间土承载力发挥系数可为1.0,增强体单桩承载力发挥系数可取0.8～0.95。     

m法下的双曲线型p-y曲线

工程中基桩大多处于复杂的成层地基中,鲜有位于单一土层中,从宏观角度出发,引入初始地基比例系数,提出了基于m法的双曲线型p-y曲线。某现场7根试桩地基土非线性显著,实测和理论计算的地面处桩身水平位移水平荷载关系曲线均呈良好的二次抛物线关系,且理论与实测曲线吻合良好,验证了本文p-y曲线模型。地基土非线性对桩身最大弯矩、桩侧地基土压力影响显著,不容忽略。工程实际中采用m法计算基桩最大弯矩值偏小,建议乘以1.05~1.25的系数,以计入地基土非线性影响。     

采用粘弹塑性模型计算单桩沉降

单桩的沉降计算是依据地基土在外荷载作用下的应力 -应变关系来建立计算模型的 ,但目前所建立的这些模型的计算结果 ,大多都与工程实际有较大的误差 .根据地基土的变形特征和桩 -土协同工作的原理 ,采用地基土的粘弹塑性模型和桩身混凝土的弹性变形模型 ,提出了单桩的沉降计算的基本理论 .经与工程实例对比分析 ,具有较好的一致性 .     

按m法计算弹性桩水平位移及作用效应

根据JTG D63—2007《公路桥涵地基与基础设计规范》,编制了按m法计算弹性桩的规范表格,并借助表格法和Midas civil模型2种计算方法进行计算。实例计算结果对比表明:对于单桩,Midas模型与规范法得到的结果差不多;对于承台多排桩,2种方法的偏差与影响深度内下层地基土的比例系数有关,工程应用时,建议以规范法对Midas模型进行修正。     

混合桩型复合地基试验研究

通过混合桩型复合地基载荷试验测定了不同桩型及桩间土上的应力 ,分析了这种新型复合地基的桩土应力比的变化规律及破坏模式。通过与邻近的桩间土及单桩静载试验结果进行对比 ,对混合桩型复合地基中各类桩及桩间土的承载力折减系数及其影响因素进行了分析。     

考虑地基土非线性固结的桩侧负摩阻力计算方法研究

针对软土地基因固结沉降在桩侧引发的负摩阻力问题,从桩土相互作用机理出发,首先,根据软土压缩曲线性质,采用双曲线应力应变模型考虑地基土固结非线性特性,推导了桩侧土沉降随深度和时间变化的计算公式;其次,引入Gibson地基理论考虑地基土的非均质性,结合桩土界面剪应力–剪应变双曲线模型,建立了反映桩土界面剪切刚度系数随深度非线性增长的荷载传递函数。在此基础上,联立桩体平衡方程,获得了桩侧摩阻力、桩身轴力分布和中性点位置。最后,将理论计算曲线与工程实测曲线进行对比,并进一步分析了压缩试验参数、固结度、桩径及桩长、地表堆载对桩侧负摩阻力及中性点位置的影响,结果表明计算方法是可行的,可为类似工程提供参考。     

上海某超高层建筑桩基承台沉降弯曲变形计算与实测对比研究

针对有长期沉降弯曲观测资料的上海某超高层建筑桩基承台工程,介绍了基于弹性支承上结构物分析原理的桩基承台沉降弯曲特性实用计算方法的基本概况,并指出了该方法存在各桩的桩顶沉降计算经验系数、考虑上部结构共同作用对承台影响和承台混凝土结构截面刚度折减等3个主要不确定因素。据此,针对桩基承台沉降弯曲变形,将该工程桩基承台沉降弯曲变形实测值与按上述实用计算方法得到的计算值进行了对比分析。结果表明,采用相等于地区性桩基平均沉降计算经验系数作为各桩桩顶沉降校正系数,合理考虑桩基承台与有限层数的上部结构的共同作用,采用计入混凝土材料开裂和徐变的混凝土承台截面刚度,该实用计算方法得到的桩基承台沉降弯曲变形计算值能够与实测值吻合较好。根据上述对比分析结果对该实用计算方法提出了改进意见。     

由单桩载荷试验推算群桩沉降的相互作用系数法

传统的相互作用系数法只能计算群桩的弹性沉降,且所得相互作用系数也明显偏大。采用三维数值方法拟合单桩荷载–沉降曲线,通过弹性及弹塑性分析确定土的弹性参数和桩–土弹塑性接触面参数;由此建立双桩模型,计算分析了桩顶荷载水平、桩距径比、桩端土–桩周土模量比、桩–土模量比、桩长径比、桩–桩之间存在第三桩等因素对相互作用系数的影响,并利用多项式回归拟合;根据数值分析及实测结果,提出了在相互作用系数法中利用单桩载荷曲线分析群桩线弹性和非线性沉降的方法,将相互作用系数法扩展至群桩沉降的非线性计算上。算例分析表明:计算结果与实测值吻合较好;较常规的数值模拟,节省了大量的运算机时,可用于大规模的较大桩距桩筏基础的分析计算。     

水平荷载桩桩土共同作用全过程分析

在桩基础的分析中 ,对水平荷载桩的计算长期限于弹性 ,而只考虑桩周土体的非线性。本文在考虑钢筋混凝土桩非线性损伤的情况下建立了一种空间耦合数值计算模型 ,并编制了相应的计算程序。通过算例分析证明了所设计的计算程序是合理的和可行的。本文方法可以模拟计算桩身混凝土损伤引起的刚度降低和桩周土体不同应变软化模式对桩身水平位移的影响 ,与传统的或规范意义下的分析方法相比具有机理分析清楚 ,物理意义更加明确的优点     

水平荷载桩桩土共同作用全过程分析

在桩基础的分析中,对水平荷载桩的计算长期限于弹性,而只考虑桩周土体的非线性。本文在考虑钢筋混凝土桩非线性损伤的情况下建立了一种空间耦合数值计算模型,并编制了相应的计算程序。通过算例分析证明了所设计的计算程序是合理的和可行的。本文方法可以模拟计算桩身混凝土损伤引起的刚度降低和桩周土体不同应变软化模式对桩身水平位移的影响,与传统的或规范意义下的分析方法相比具有机理分析清楚,物理意义更加明确的优点。     

桩墩配筋率比对桥梁结构塑性区长度的影响

采用弹塑性纤维单元模型对某连续梁桥桥墩及桩基进行了考虑桩-土动力相互作用的非线性地震反应分析,分析了不同类型地震波作用下桥墩及桩基的动力响应,重点研究了不同桩墩配筋率比对结构塑性区开展程度及动力响应的影响。结果表明:随着桩墩配筋率比的改变,桥墩和桩基的反应塑性率呈现出不同的变化趋势,桩墩配筋率比的大小对桥梁结构的塑性区开展有显著影响;桥墩的配筋率大小不仅对桥墩塑性区开展有显著影响,而且对桩基的影响较大;不同类型的地震波对群桩基础桥墩结构的动力响应影响不同,长周期地震波对结构的影响最大,内陆直下型地震波次之,板块边界型地震波最小。     

层状地基中桩基础的竖向荷载位移关系非线性分析方法

基于Winkler地基模型,推导了分层土中单桩处于线弹性和弹塑性状态的荷载传递矩阵,提出了单桩竖向位移内力非线性简化分析方法。考虑群桩中的"被动桩"与周围土体的相互"遮拦效应",对传统的桩–桩相互作用系数进行修正,并将其应用于刚性承台下受荷群桩和桩筏基础的非线性分析中。由于考虑了土体的成层性和桩土相互作用的非线性特性,计算模型更好地反映了土体的实际性状。计算结果与有限元计算值和试验结果进行对比分析,验证了本文方法的正确性,可应用于实际工程问题的分析。     

基于广义位移模型的大直径桩体结构单元内力分析

以广义位移法数值模型为基础 ,给出了桩 土相互作用数值分析有限元程序中大直径桩体结构单元的内力分析算法。对典型工况下大直径单桩的内力数值分析表明 ,大直径桩体结构的几何尺寸以及梁柱结构特性对桩 土相互作用的力学机制影响很大 ,是桩基设计计算中不可忽视的重要因素     

Fictitious pile method for fixed-head pile groups with dissimilar piles subjected to horizontal loading

Pile groups are traditionally designed with similar piles in length, diameter, and property. However dissimilar piles may occur in the cases of foundation reuse and economical building design. This paper develops a fictitious pile method for the interaction factors between two dissimilar piles in a pile group that have different dimensions and properties. The effects of different pile lengths/properties on the horizontal load distribution, group efficiency factor and group reduction factor are studied here by using the fictitious pile method. Based on the principle of superposition and the concept of interaction factor, the proposed approach avoids the full analysis on pile groups and thus significantly improves the calculation efficiency. The horizontal load distributions for the fixed-head pile group with dissimilar piles by the proposed method match well with the results by the finite element method. The parametric study shows that, for stiffer pile group, the corner pile length is an important parameter affecting the fixed-head pile group behavior under horizontal loading.     

地面堆载下桩与土体相互作用分析

本文从分析地面堆载条件下桩的受力和变形机理出发 ,进行了被动桩条件下邻近桩基与土体的相互作用分析计算 ,计算中考虑了土的非线性 ,采用了P y曲线法求解。并利用已知工程算例验证了方法的正确性 ,为受堆载影响的桩的计算和设计提供了依据。     

考虑土-桩-结构相互作用下的生态复合墙结构pushover分析

基于能力谱方法应用子结构原理对天然地基上带群桩基础的生态复合墙结构进行平面的静力弹塑性（Pushover）分析。建立弹簧单元模拟群桩基础,采用Davies方法确定桩的刚度;基于刚架-等效斜撑力学模型,提出考虑土-桩-生态复合墙结构共同作用的整体分析模型,并对比分析在不同地震烈度作用时土-桩-结构的共同工作问题。计算结果...