黄河三角洲粉土中水平受力桩p-y曲线试验研究

p-y曲线法在国内外的桩基设计中广泛使用,但对于黄河三角洲新近沉积粉土的p-y曲线尚缺乏研究。通过室内模型试验,根据桩身弯矩、桩身水平位移与桩周土抗力三者之间的关系,得出黄河三角洲饱和粉土地基单桩p-y曲线,并与美国石油学会API推荐的p-y曲线以及现有的两种粉土p-y曲线进行比较。对比发现:API推荐的p-y曲线有偏大的初始土抗力及偏小的极限土抗力,而现有的两种粉土p-y曲线有偏大的极限土抗力。最后给出了在黄河三角洲粉土地区桩基设计的建议。     

非线性条件下砂土地基中水平受荷长桩的性状分析

提出了水平荷载作用下,考虑土体非线性性质的砂土地基中长桩性状的分析方法。依据前人的研究成果,认为任一深度处水平土反力模量与地面处桩的位移存在一个衰减的指数函数关系。假定水平土反力模量和极限土反力均沿深度线性增长,认为随着桩位移增大,桩前土体由弹性逐渐达到塑性屈服,对于2种状态,分别建立桩的基本微分方程。分别采用Gleser有限差分结合迭代法和Reese-Matlock法给出了2组四阶变系数非线性微分方程的近似解答。现场试验和数值算例证明,该法较传统的m法计算结果更接近实测值,较p-y法方便可行,既适用于小位移的情况,也适用于桩顶出现较大位移的情况,因此,在缺乏试验参数的情况下,可以代替p-y曲线法用于工程计算。     

基于桩侧砂土圆锥型修正应变楔模型的p-y曲线

基于桩侧砂土三维圆锥型应变楔的变形特征,提出砂土中水平受荷桩的非线性p-y曲线。构建圆锥型楔形体前表面应力体系并引入土体应力-应变双曲线模型,进而考虑应变楔的水平受力平衡得到桩侧土反力的表达式。在此基础上,结合弹性地基梁有限差分数值分析,建立了水平受荷桩非线性p-y曲线的理论推导方法。将该理论用于钻孔桩和打入桩模型试验的算例分析,结果表明：相对于API规范的p-y曲线、双曲线型p-y曲线以及传统非圆锥型应变楔模型得到的p-y曲线,本文方法得到的非线性p-y曲线与模型试验结果更为接近。通过比较本文圆锥变形模式与传统非圆锥型应变楔模式的差异以及桩-土参数的影响分析,进一步论证了该方法的优点。     

软黏土中劲性复合桩水平承载特性p-y曲线研究

劲性复合桩(SC桩)是一种将高强度混凝土桩与水泥土桩相结合的新型桩基。为研究软黏土中SC桩水平承载力理论计算方法,将水泥土视为硬黏土,基于现有软黏土和硬黏土中桩基的p-y曲线形式,考虑水平荷载作用下桩周水泥土和软黏土的土抗力分担比例,推导了p-y曲线中两个重要参数p_u和y₅₀的修正因子,进而建立了软黏土中SC桩水平承载特性p-y曲线计算方法。通过与3个现场试验的实测结果的对比分析,验证所建立的p-y曲线法的准确性与可靠性,继而开展SC桩水平受荷性能影响因素分析。结果表明:所建立的理论计算方法可以有效预测SC桩的水平承载特性,且当桩身变形较大时应考虑混凝土芯桩的非线性影响。水泥土桩桩径(D)对SC桩水平承载性能影响显著,当水泥土桩与混凝土芯桩的桩径比(D/d)从1.0增至3.0时,120 kN水平荷载下的桩头位移从25.8 mm减至5.1 mm,且桩身最大弯矩值减小51.0%;桩身水平承载性能受水泥土桩桩长(L)的影响较大,但当长径比(L/d)超过10后,桩身内力位移趋于稳定值;适当地增加水泥土桩强度与混凝土芯桩弹性模量也可提高SC桩的水平承载性能。     

桩基水平荷载计算理论研究现状述评

单桩水平承载力计算理论包括极限地基反力法,弹性地基反力法,P-Y曲线法.极限地基反力法未考虑地基反力与位移的关系,只适用于刚性短桩.弹性地基反力法分为线弹性及非线性弹性法,线性弹性法假定土反力和水平位移成线性关系,因而只适用于小变形.而非线性弹性由于可以描述桩基的非线性性质,可以适用于大变形.P-Y曲线法考虑了桩土作用的非线性和土的塑性影响,对大小位移的情况以及静、动荷载均适用,是目前国内外比较流行的一种方法.群桩水平承载力计算理论主要包括群桩系数法,弹性理论法,P-Y曲线折减法.群桩系数法关键在于如何确定群桩系数,弹性理论法关键在于选取恰当的土质参数,P-Y曲线折减法采用的经验公式依赖于少量模型试验,其通用性尚待验证.     

考虑土体非线性时被动桩内力和变形特性计算

将位移法和p-y曲线法相结合以计算被动桩桩身内力和变形.将桩周土体水平位移与桩周软土层厚度、土体性质、堆载工况等因素联系起来,基于位移法计算邻近堆载对基桩产生的影响,并对比选用典型p-y曲线模型描述桩侧土抗力与桩身水平位移之间的关系.综合考虑桩顶荷载及桩周堆载的影响,建立了引入P-Δ效应的被动单桩桩身挠曲微分方程,采用...     

水平受荷桩的耦合算法

目前,计算水平受荷桩基时较为流行的是p-y 曲线法和Poulos 弹性理论法。本文在p-y 曲线法和Poulos 弹性理论法的基础上,提出一种能够考虑两者优点的耦合算法。根据p-y 曲线法分析得出相对于不同土体应力状态的弹性模量,利用分析得出的弹性模量,采用Poulos 弹性理论法考虑桩土之间的相互作用。实例分析表明,提出的耦合算法能够较为有效地分析水平受荷桩基。     

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。     

微型桩原型水平荷载试验研究

对软土地基中的微型桩单桩及群桩进行了水平荷载试验，并对试验结果进行了分析。试验结果表明，微型桩有较好的抵抗水平荷载的能力，尤其是斜桩基础能有效地减小水平荷载引起的位移。应用p-y曲线法计算了单桩和群桩的水平位移，计算结果与实测值接近。     

钻孔灌注推力桩桩上参数取值范围的研究

<正> 1.前言目前,国内外分析推力桩的方法可分为两类:一类是以试验的方法确定桩侧土的特性,其实质是由试验确定地基反力系数,以p-y曲线法为代表,而用p-y曲线法确定的曲线及参数往往不甚可靠,因而桩在地面处的挠度、转角、桩身最大弯矩及其位置的计算值与实测值不能同时很好吻合;另一类是以数学模型模拟桩侧土的物理特性。本文使用的计算推力桩的非线性模型对推力桩的分析已有较好的结果,其特点是桩在地面处的挠度、转角、桩身     

分层土中水平受荷超长桩侧移修正法

为研究超长桩在水平荷载下的侧移,引入水平集中荷载作用下双层弹性体系的基本解答,利用数值积分得到双层土的侧移解,基于数值模拟建立位移修正函数,提出分层土中水平受荷超长桩侧移修正计算方法。通过算例对分层土中超长桩侧移性状进行了分析并对该方法的正确性和可行性进行了验证。结果表明:利用侧移修正法计算超长桩在水平荷载下的侧移解,能较好地反映土的分层情况、土层刚度的影响、桩的基本特性及水平荷载的变化。在分层土中,桩身侧移量随着土层的相对弹性模量比E₂/E₁的增大而减小;随着浅层土厚增大而增大,但弹性模量比对侧移的影响程度大于浅层土厚的改变。该方法方便实用,可避免数值模拟带来的时间消耗和不易收敛问题。     

侧向受荷桩基性状的数值分析

理论方法或数值方法均可用于分析受邻近土体变形影响的桩基内力与变形性状。然而,土体变形分析结果的精度却常常不能令人满意。采用有限单元法对桩-土相互作用或对承受相邻土体变形影响的桩基的性状进行分析是一种较为有效的分析途径。采用二维平面应变有限元程序建立了周围土体变形条件下单桩的非线性等效分析模型,并与其他方法进行对比。结果表明,采用侧向受荷桩基性状的数值分析分析邻近基坑的单桩和边坡上的单桩的受荷变形性状是可行的,且分析结果与其他方法的分析结果较为一致。     

双层弹塑性地基水平受荷桩解析计算

目前关于双层弹塑性地基中水平受荷桩的解析计算研究相对较少。基于地基反力法和桩侧土体简化的弹塑性本构关系,推导了双层非均质弹塑性地基中桩顶自由水平受荷长桩的闭合形式解,得到了桩侧土体塑性区厚度、桩身最大挠度和最大弯矩的计算式。通过参数的特殊取值,所得解与现有单层地基中水平受荷桩的相关解完全一致,同时也验证了解析推导的正确性。算例分析表明本文解析解计算结果与三维有限元模拟结果及现场试验实测值吻合较好,可较有效地开展双层地基中水平受荷长桩的计算分析。     

横向荷载下群桩相互作用的积分方程解法及参数分析

针对横向受荷桩的相互作用问题,将桩土体系分解为弹性半空间地基土和虚拟桩,基于水平位移协调条件建立两桩相互作用的第二类 Fredholm 积分方程,采用 MATLAB 软件编制程序进行求解。基于 Chen 等提出的横向受荷桩相互作用系数解法,得到了桩顶转角固定条件下水平受荷桩的积分方程解答,与已有算例的对比验证了本文算法的正确性。参数分析表明,固定转角约束条件下两桩的水平位移相互作用系数随着桩间距和荷载方向夹角的增加而减小,随着桩土模量比的增加而增加。基于相互作用系数解法,该方法可应用于转角固定的水平受荷群桩分析。     

横向受荷桩桩侧土体位移应力分布弹性解

基于桩土共同工作机理推导出横向受荷桩桩侧土体内位移与应力分布的弹性解析解,可用于分析土体中某点在水平力作用下位移及应力应变的变化规律。根据土体变形模量与位移的近似关系获得桩侧地基土体的模量分布与加权模量,将其用于有限元–有限层法进行横向受荷桩的受力变形分析,可近似考虑土体的非均质与非线性等特性,并编制出计算程序。最后,结合工程实例讨论了不同桩侧土体变形模量分布模式对桩身内力变形的影响规律。对比分析结果表明,基于地基加权刚度的有限元–有限层法能更合理地分析桩土共同工作。     

频域内半空间饱和土中水平受荷桩的动力分析

利用积分方程方法研究了半空间饱和土中单桩受水平简谐载荷时的动力响应。利用半空间饱和土在水平简谐圆形载荷作用下的格林函数和桩－土变形协调条件，建立了桩－土共同作用的第二类Fredholm积分方程。通过数值求解所得的积分方程，得到单桩在水平简谐载荷作用下的动力响应。     

双参数地基推力长桩的水平位移解析解

基于双参数地基理论,获得了双参数地基-桩系统的总势能泛函;采用能量变分原理推导了双参数地基推力长桩平衡微分方程及相应的边界条件;根据桩的抗弯刚度与地基参数相对大小的不同情况,求得了双参数地基推力长桩的水平位移解析解.结果表明:双参数地基模型可以模拟从离散介质到连续介质的各种地基土,性能优于传统单参数地基,考虑侧向连续性的双参数地基模型较好地模拟了桩周土体对推力长桩支承、约束及水平位移的影响;推力和弯矩对推力长桩水平位移的影响同等重要,在推力长桩受力分析中,桩端推力和弯矩应同时考虑.     

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。