水平荷载作用下桩的变形非线性简化分析

很多情况下,桩基础在承受竖向荷载的同时,还要承受水平方向的荷载.在某些重要工程中,水平荷裁成为设计时的控制因素.此时,桩的破坏是由于水平荷栽作用产生过大的桩身内力和弯矩所引起的.以Winkler地基模型模拟桩土之间的相互作用,考虑土体的非线性,采用理想弹塑性和双曲线非线性地基反力模型,提出了基于有限差分法的水平荷载作用下桩的变形非线性简化分析方法.将计算所得结果与有限元计算进行了对比分析,并与已有文献试验结果作了比较.     

荷载作用下斜坡上单桩的有限元分析

无论桩承载竖向荷载还是水平荷载,桩土相互协调工作非常复杂,其受力机理与桩身材料、几何特性、桩周土特性等因素有关。本文采用ABAQUS数值模拟分析结果表明:桩顶沉降量的大小主要取决于桩顶竖向荷载的大小,桩顶沉降随竖向荷载的增大而缓慢增大。随着水平荷载的增大,在加载前期(水平荷载为0到200N时),桩顶侧移较小。在加载后期(水平荷载为200N以后),水平侧移幅度增大。模拟桩均在距离桩端1/3段,发生了较大的侧移,在这段范围内,水平侧移量随着桩埋深增大呈现逐渐减小的趋势。在桩身0.3m-1m之间,模拟桩表现出良好的锚固现象。     

水平荷载作用下群桩计算方法研究

通过分析研究国内外各种水平荷载下群桩计算方法,在Ｆｏｃｈｔ－Ｋｏｃｈ－Ｐｏｕｌｏｓ综合法的基础上,不考虑群桩基础中后桩对前桩的弹性作用,并结合桩基规范,提出了能够考虑群桩效应和群桩中各桩荷载分担比的改进公式, 可供水平力作用下的桩基工程设计时参考     

水平荷载下桩筏基础与地基共同作用分析

把有限层法和桩基规范中的m法相结合，建立了能够考虑群桩效应和群桩中各桩荷载分担比以及地基成层非均质性的桩筏基础与地基共同作用的三维数值分析模型。用数值计算方法对水平荷载的分配问题进行了量化研究。通过对计算结果的分析对比，验证了该模型是合理可靠的。     

组合荷载作用下斜坡上桩基础水平承载特性研究

斜坡上桩基础不仅要承担上部建筑物传递下来的竖向荷载,还要承担斜坡传递下来的土压力等水平荷载,构成了复杂的桩-土相互作用体系。为研究斜坡上桩基础在竖向和弯矩荷载作用下的水平承载特性,通过自行设计的组合荷载加载装置,开展了四种工况下斜坡上单桩室内模型试验。分析在组合荷载作用下桩顶沉降、水平位移、桩身弯矩、桩侧土压力以及地基比例系数m值变化规律。试验结果表明:在桩顶施加竖向荷载有利于提高单桩的水平承载力,减小桩身的水平位移、弯矩和桩前侧土压力;在桩顶施加弯矩荷载-不利于单桩的水平承载力,随着弯矩作用的增加,相同水平荷载作用下,桩身水平位移和桩前侧土压力明显增加,而水平荷载对桩顶的竖向沉降影响较小;地基比例系数不仅与桩周土体有关,还与施加的荷载类型和桩土交界处的水平位移有关,地基比例系数随桩土交界处水平位移的增加迅速减小,最后趋近于稳定。     

循环水平荷载作用下的群桩性状分析

在实际工程中,很多桩基础的破坏是风、波浪或者地震等循环水平荷载的作用所致,且这些桩基础往往布置成群桩的形式。结合前人的试验模型和理论研究成果,探讨了循环水平荷载作用下桩—土之间的相互作用、循环水平荷载对桩身刚度的影响,以及桩与桩之间的相互作用效应,循环水平荷载对群桩荷载分配及群桩基础轴向承载力的影响。     

刚性桩复合地基在水平荷载作用下工作性状的模型试验

刚性桩复合地基在一些地区已开始在高层建筑中应用,为了了解带褥垫层复合地基在水平荷载与竖直荷载共同作用下的工作性状,进行了一系列模型试验,并在试验的基础上分析了不同垂直荷载、不同褥垫层厚度对水平荷载作用下的桩顶、桩身及褥垫层顶部水平位移的影响,揭示了基础-褥垫层-桩在水平荷载作用下的相互作用机理。     

水平荷载作用下嵌岩桩的桩端约束分析

本文从地质条件、施工设备及施工工艺等方面分析嵌岩桩在水平荷载作用下的桩端实际约束情况,同时介绍了该状态下桩身变形及内力分析方法,并以此为判定桩身质量的依据之一,对类似工程的处理及研究有一定的借鉴价值。     

横向荷载下DX桩的内力和位移分析

介绍了DX桩的结构构造及其横向荷载下的荷载传递和承载机理,对支盘处的土体抗力进行了分析,采用纽玛克法对横向荷载下DX桩的内力和位移的计算过程进行了探讨,以推广纽玛克法在DX桩计算方面的应用。     

上拔与水平力组合作用下单桩静载试验

通过现场单桩水平静载荷试验及上拔与水平力组合作用下单桩静载试验,分析了水平荷载作用下不同桩身抗弯刚度灌注桩的变形特性和承载特性,探讨了有、无上拔荷载作用两种情况下单桩水平承载力及变形之间的差异。结果表明:桩身抗弯刚度的大小是影响单桩水平承载力及水平位移、桩顶转角的一个重要因素;当水平荷载较小时,与水平荷载同时作用的上拔荷载对桩的水平位移及桩顶转角无较大影响;而当水平荷载较大时,上拔荷载的主要影响在于降低桩周土体的强度,使得土体的水平位移增大。     

水平受荷桩非线性m法研究

大量试验表明,水平荷载作用的单桩的m值随桩身泥面位移增大逐渐减小,然而现有相关规范没有给出大位移情况下m值的取值范围和选取方法,这对于实际工程设计的参数选择造成了一定困难。在大量的桩基水平静载荷试验实测资料的基础上,采用数理统计的方法建立了不同土质条件下土体的m值与桩身泥面位移的相互关系式,可用来计算水平推力桩在大位移情况下的m值,算例表明该方法具有较可靠的精度和较强的实用性。     

钢筋混凝土预制桩和水泥土搅拌桩组合桩水平受荷特性研究

为探讨钢筋混凝土预制桩和水泥土搅拌桩组合桩(简称组合桩)在水平荷载作用下的受荷特性和承载力,基于组合桩的水平载荷试验结果和土体离散层模型,分析了这种组合桩受水平力作用时的变形、内力和桩周土压力分布.结果表明,钢筋混凝土预制桩芯桩的插入改变了水泥土搅拌桩的传力特点.提高了桩的侧摩阻力和侧向承载力;组合桩具有较好的抗侧向变...     

水平偏心荷载下斜桩群桩受力性状的离心机模型试验

为研究斜桩群桩在水平偏心荷载下的受力性状,在砂土中开展了一系列离心机模型试验,着重对比了直桩群桩和斜桩群桩抵抗水平及偏心荷载的不同特性。详细介绍了模型试验的装置、方法以及内容。试验结果表明：水平荷载偏心距大小对群桩水平承载力有一定的影响,但是对群桩扭转承载力的影响较小。对于直桩群桩,在试验范围内小偏心距（4.3倍桩径）加载对应的水平承载力大于零偏心距（即纯水平加载）及大偏心距（7.1倍桩径）加载的水平承载力。相同条件下,斜桩群桩抵抗水平、偏心及扭转荷载的能力显著强于直桩群桩。水平偏心荷载下,斜桩群桩中各基桩的桩顶水平位移相互差异较直桩群桩更大,且该差异随偏心距的增加而增大;在多向荷载的共同作用下,基桩桩顶剪力与桩顶位移方向有所不同。水平荷载下斜桩群桩中的基桩轴力显著大于直桩群桩。斜桩群桩较好地发挥了基桩的轴向承载能力,从而能够更有效地抵抗水平荷载。     

刚性抗滑桩的桩土相互作用机理与极限阻滑力研究

采用新的无量纲参数锚固比作为控制参量,在滑动面从桩顶到桩底逐步变化的过程中,研究不同滑动面位置对土体抗滑桩阻滑工作机理与破坏模式的影响及其演变规律,建议了4种土体抗滑桩阻滑与破坏模式。基于塑性力学极限平衡理论,得到了4种模式的极限阻滑力理论解,给出了它们的界限判别条件。通过试验证明,抗滑桩存在4种阻滑破坏模式,而不是Viggiani假定的3种。建议的桩土相互作用机理模型及其解析解更为合理地描述了任意滑动面位置条件下抗滑桩的阻滑机理与破坏模式。研究表明,滑动面的相对位置决定抗滑桩的工作阻滑模式和极限阻滑力的大小,同一根抗滑桩对沿不同滑动面的滑动所产生的极限阻滑力会有很大的不同。建议的极限阻滑力计算方法可用于常规的滑坡稳定分析计算,对于地下连续墙、嵌岩桩等地下结构亦有重要的借鉴意义,与依靠经验公式与图表计算极限阻滑力的方法相比,所得计算公式在理论上更加完整合理,使用上也更为准确方便。     

路堤荷载下塑料套管桩复合地基承载特性研究

通过对塑料套管桩复合地基的静载试验并在其周身埋设钢筋应力计,测试塑料套管桩复合地基的荷载传递机制,为以后的塑料套管桩的应用提供一定理论依据。随着荷载的增大,不同深度处桩身轴力均呈现逐渐增大的趋势,但是增加幅度不同,这与土的性质有关。轴力随着深度的加深逐渐减小,塑料套管桩显现出摩擦桩的力学特性并根据理论分析与现场试验对单桩承载力的经验公式进行了修改,并得出侧摩阻力的修正系数为1.30。通过现场堆载试验分析了塑料套管桩的加固效果,得出塑料套管桩软基处理具有可快速堆载,沉降稳定快等优点。     

加鳍桩抗扭性能及在推扭受荷群桩中应用

加鳍桩是一种通过在桩身设置侧鳍片或在桩端设置尾鳍片以提高单桩抗扭能力的新型桩形式。圆截面单桩通过桩–土界面摩阻力提供扭转反力,单桩承载力一般较低。加鳍桩通过鳍片挤压土体,从而提升单桩扭转承载力。大尺度模型试验结果表明,桩身增加鳍片使单桩扭转曲线由陡降型变为缓变型,其抗扭刚度和承载力均有显著提高,在3.6°扭转角时扭转反力提高4.7倍。采用数值方法分析加鳍桩在水平偏心加载1×2群桩中的应用效果,分析表明,加鳍桩通过显著减小群桩扭转变形降低了两基桩间内力差异,明显降低群桩中基桩的最大剪力和弯矩,降幅分别达30%和79%,有效提高群桩抵御偏心加载能力。     

砂土中大直径单桩水平受荷离心模型试验

大直径桩基在海洋工程中已越来越广泛应用。针对目前API规范p-y曲线对水平受荷大直径单桩的不适用性,通过离心模型试验研究了砂性土中大直径单桩分别在水平静力和循环荷载作用下的受力和变形特性。验证了通过实测桩身弯矩推算桩身变形和桩周土反力的有效性,分别获得了干砂和饱和砂的大直径单桩水平静力p-y曲线。在修正p-y曲线初始刚度的基础上,采用双曲线型p-y曲线分析了水平受荷大直径单桩的内力和变形。揭示了水平单向循环荷载下大直径单桩的桩身变形及内力变化特性,试验结果显示桩身变形和最大弯矩近似与循环次数的对数线性相关。最后,由各循环次数下的桩身弯矩获得了大直径单桩水平循环p-y曲线,提出了循环应力比相关的p-y曲线循环弱化因子,以及相应的桩基变形累积和内力变化分析方法。