水平荷载作用下桩基础与桩筏基础承载性状数值模拟对比

运用有限元软件ABAQUS建立桩基础与桩筏基础模型,通过控制桩长、桩数、竖向荷载及桩间距,对其施加水平荷载进行全过程模拟,分析受荷过程中桩体水平位移变化、桩身弯矩和剪力变化及土体变形规律。模拟结果表明：相同水平荷载作用下,桩基础的桩体水平位移随荷载增大而增大,以桩底为旋转中心发生破坏;桩筏基础由于筏板的作用,倾斜非常小,群桩较单桩有更好的稳定性。桩基础的桩周土塑性区域明显大于桩筏基础,二者在荷载作用下土体均会出现土拱效应,但桩基础的土拱效应更明显;桩基础的桩底会出现塑性区域,桩筏基础几乎不会出现,桩数的增加会减小塑性区域范围。桩基础的最大弯矩均出现于0.8倍桩身处,桩筏基础的最大弯矩出现在0.2倍桩身处。桩基础和桩筏基础最大正剪力出现在桩顶和桩底附近,最大负剪力出现在桩身中部。桩筏基础弯矩值和剪力值都小于桩基础,因此桩筏基础具有更好的抗弯、抗剪能力。     

关于抗滑桩内力不同计算方法的探讨

分别用m法与有限元法对某抗滑桩支护工程中抗滑桩内力进行求解,结果表明沉埋法求得的抗滑阻力较小,需要进行修正。修正后,m法与有限元法计算的桩身剪力大小十分接近。但由于m法要事先假设滑坡推力分布形式,故桩身弯矩的计算结果与有限元法差异较大。建议在工程中将两种方法结合使用,可使抗滑桩设计更加安全、有效。     

非均质土中海上风电单桩基础动力响应特性

采用有限元分析软件ABAQUS建立了非均质土中海上风电单桩基础数值计算模型,将桩基础受到的波浪、洋流及风荷载等效成双向对称循环荷载,对水平循环荷载作用下桩身水平位移、桩身剪力、桩身弯矩和桩侧土抗力进行了研究,并对不同循环次数下桩身水平位移进行了对比分析。研究表明,桩身水平位移随时间变化逐渐累积,随着循环次数的增加,泥面处桩身最大位移发生的时间点滞后;桩身剪力出现负值;桩身弯矩最大值发生在浅层土体;桩身外壁土抗力曲线随时间的变化在埋深约2/3处出现分界点,分界点上下范围内土抗力变化规律正好相反,在淤泥土和粉砂土分界面处增加显著;不同时间点桩身内壁沿埋深承担的荷载基本不变。      

悬臂桩支护基坑开挖对邻近埋地管线的影响

采用MIDAS GTS软件建立了三维有限元模型,分析开挖深度、桩径、桩心距、管线与桩的距离、管线埋深、土体弹性模量等因素对地埋管线的影响.结果表明:管线水平和竖向位移在基坑角点处约为基坑中部的1/2;管线埋深在基坑深度1/3位置时,水平位移最大,而竖向位移随埋深的增大而减小;当桩径由0.6 m增大到1.2 m时,水平位移变化较小,管线中央竖向位移则减少为原来的1/2;土体弹性模量增大时,管线中间位移明显减小,水平位移约为竖向位移的4倍.      

海上风电复合基础承载性能对比研究

受到上部结构自重以及海洋环境荷载的影响,海上风电基础设计时应考虑竖向荷载、水平荷载以及弯矩荷载作用下基础的承载性能。本文通过有限元软件ABAQUS,对比研究了饱和黏土场地中大直径单桩基础、桩?平台复合基础以及桩?筒复合基础在竖向荷载V、水平荷载H、弯矩荷载M作用下的承载性能。研究结果表明两种复合基础较单桩基础呈现出显著的承载性能优势。桩?平台复合基础的竖向承载力、水平承载力以及抗弯承载力随着附加平台直径的增大呈指数型增加;桩?筒复合基础的竖向承载力以及抗弯承载力随着筒结构入土深度的增加先增大然后趋于稳定,桩?筒复合基础的水平承载力与筒直径以及筒入土深度为双参数线性增加关系。V?H以及V?M复合荷载加载条件下,两种复合基础比单桩基础的破坏包络线空间大,两种复合基础的稳定性相对单桩基础有显著提升。在一定承载范围内,附加平台结构或筒型结构可以减小桩的直径或入土深度。      

压力型锚索锚固段荷载传递特征及影响因素研究

为了研究土层压力型锚索锚固段的荷载传递特征及滑脱过程,在理论分析的基础上推导出压力型锚索在外荷载作用下的剪应力和轴力分布规律公式,详细分析了各影响因素对轴向力和剪应力的影响程度。研究结果表明：锚索锚固段的剪应力和轴力分布函数均为幂函数;剪应力和轴力大小及分布范围取决于锚固力,并与锚固体直径、锚固体弹性模量和泊松比、土的压缩模量和泊松比以及锚固体和土间界面的摩擦角有关;预应力锚索锚固段的最大剪应力位置仅与锚固体直径、土体性质、锚固体材料参数和半径有关;锚固体直径的大小对剪应力和轴力均有显著影响;在不同荷载作用下,锚固体界面剪应力的分布形式、范围和峰值位置均相同。现场原位试验结果表明：理论分析结果与工程实践结果吻合性较好。研究结果可为分析土体锚固工程的受力状态及优化设计提供依据。     

40t钢包单透气砖底搅拌流场研究

通过计算机数值模拟与水模拟实验模拟钢包底搅拌情况,研究单吹氩钢包的不同吹气流量、不同吹气位置(0R、0.56R、0.62R、0.67R)与钢包混匀时间、渣眼的相互关系,以达到提升氩气搅拌效率的目的。研究表明,钢包混匀时间随透气砖偏心距的增加而减小,当透气砖位于0.62R~0.67R时,搅拌效果最优;当氩气流量由70 L/h增加至130 L/h时,混匀时间随吹气量的增加而明显减小,当流量超过130 L/h时搅拌效果趋于平稳,对混匀时间影响不大;渣眼面积随偏心距的增加而增大,在喷嘴位置靠近壁面时较大;壁面剪切力随偏心距的增加逐渐向靠近喷嘴一侧壁面的上方集中(即对壁面冲刷最严重的位置),平均壁面剪切力随偏心距的增加呈指数形式增大。     

不同桩体材料复合地基承载及变形性状对比试验研究

通过室内模型试验,实测得到碎石桩、夯实水泥土桩和CFG桩复合地基桩土荷载分担比、桩土应力比和桩间土深层变形,并对三类不同桩体材料复合地基的承载及变形性状进行了对比分析.认为碎石桩复合地基和夯实水泥土桩复合地基均存在有效桩长或有效复合土层厚度;碎石桩桩长超过有效桩长,对提高复合地基承载力和压缩模量、减小变形效果不明显,除一些特别情况如为处理可液化地基外,设计桩长可适当超过有效桩长,但不宜过长;夯实水泥土桩复合地基的有效桩长与桩身强度相关性显著,应以桩身强度控制进行夯实水泥土桩桩体设计,使按桩身强度确定的单桩承载力大于或等于由桩周土及桩端土的抗力所提供的单桩承载力;CFG桩复合地基桩身强度高,桩体自身压缩性小,可全桩长发挥侧阻作用,当桩端落在好的持力层时,能很好地发挥端阻,提高承载力,减小变形,设计时应优先选择好的桩端持力层进行设计.      

土塞效应对预应力高强混凝土管桩承载力的影响

为了分析土塞效应对预应力高强混凝土(PHC)管桩单桩竖向承载力的影响程度,利用FLAC3D软件对不同地质条件下的开口桩和闭口桩进行数值模拟,得出预应力高强混凝土管桩的荷载-沉降曲线(Q-S曲线),研究表明:对于端承桩,土塞效应导致单桩竖向承载力降低,而对于摩擦型桩,可不考虑土塞效应的影响,按闭口桩计算PHC管桩的单桩竖向承载力。     

双排抗滑桩滑坡推力分配影响因素分析

以作用形式较为简单的双排悬臂抗滑桩(未带连梁)为模型并基于结构力学位移法得出的双排桩滑坡推力传递分配计算公式为基础,结合推力较大的红石包滑坡作为工程实例,分别分析了双排桩净排距,前后排桩的截面尺寸和桩间土弹性模量对推力传递分配的影响,得出了以下结论:(1)当增大后排桩的刚度或减小前排桩的刚度时,桩土相互挤压作用越小,A2/A1随之减小,反之A2/A1增大.(2)增大排距b时,A1减小,A2在b=3～10m时逐渐减小,但是变化幅度不大;在b=10～21m时,不断增大.(3)当增大桩间土弹性模量时,A2增大.(4)随着前排桩截面高度的增大,A1、A2逐渐增大;随着后排桩截面高度的增大,A1、A2逐渐减小.