柔性群桩－承台－土共同作用的数值分析

本文提出了一种群桩－承台－土共同作用的数值分析方法。分析了柔性群桩－承台－土复合地基的沉降和桩间土荷载分担比分别与桩长、桩土模量比、桩距和承台与土的相对刚度的关系。以水泥搅拌桩四桩带台为例比较了弹性阶段的沉降计算值与实测值，两者接近。     

群桩基础竖向承载变形三维弹塑性数值模拟分析

利用三维弹塑性有限元,桩土界面间水平向位移相容、竖向设置具有双曲线型本构关系的非线性弹簧,对某桥矩形承台18根群桩基础竖向承载变形特性进行数值模拟分析,较好地模拟了大型群桩基础桩土间相互作用.通过分析承台荷载与承台沉降、桩顶轴力分布、桩顶轴力与承台荷载、桩顶轴力与桩顶沉降、桩身轴力分布及群桩基础沉降变形特性等,来研究承台群桩基础与土体共同作用的受力机理与变形机制,同时还分析了确定群桩基础的群桩效应.     

楔形单桩与群桩非线性荷载-沉降曲线计算方法

为研究楔形单桩和楔形群桩的非线性荷载-沉降关系,根据楔形桩桩侧与桩端受力特点,假设桩侧和桩端的应力-沉降分别满足双曲线与双折线模型,同时考虑桩-土位移协调关系及土体分层特性,提出了楔形单桩在均质土和分层土中的荷载-沉降曲线计算方法.在此基础上,利用有限差分原理求解楔形桩相互作用的控制微分方程,得出了考虑楔形群桩相互影响的计算方法.进而,考虑楔形群桩之间的相互影响,依据承台性状不同分别提出了刚性和柔性承台下楔形群桩的荷载-沉降计算方法.本文方法预测结果与已有模型试验及现场试验结果对比表明:本文提出的计算方法能较好地计算均匀及分层土中楔形单桩和群桩的沉降.     

桩—承台—地基土相互作用试验研究

对于低承台摩擦桩基础，在桩－承台－地基土之间存在着复杂的相互作用。这种相互作用与土的类型、柜距、桩数等因素有关，这些因素是如何影响这种作用的，目前还缺乏充分的资料使得在设计中方便地考虑这种作用。为此在实验室进行了不同桩距和桩数的模型桩基础载荷试验，增进了对桩距和桩数这两个因素对于相互作用的影响规律的认识，得出了一些有益的结论。     

水平荷载下群桩工作性状的数值分析方法

利用文克尔地基模型，桩间土横向抗力折减系数及平面有限元法建立了能够反映桩－土－承台共同工作的力学模型，研究了桩距径比，桩预约束条件及地基侧向刚度对水平荷载在各桩间分配的影响，探索了合理分析水平荷载下群桩工作性状的数值分析方法。     

考虑承台—桩—土共同工作的桩基计算分析

研究了桩基础设计中桩、土反力的计算问题．计算中将土反力及桩顶反力均视为未知量，用逐次逼近法计算上反力及拉顶反力．此法将考虑承台－桩－土共同工作，充分发挥桩间土的承载作用．使设计趋于合理、经济．     

高层建筑桩基础沉降分析与优化设计方法研究

提出了高层建筑桩基沉降计算的一种实用方法。该法考虑承台下地基土明确分担荷载，用基于Ｇｅｄｄｅｓ应力解的分层总和法计算群桩分担荷载引起的地基沉降，用基于Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ位移解的分层总和和法计算承台下地基土分担荷载引起的地基沉降，将两者之和作为高层建筑桩基的沉降量；另外，探讨了桩基整体优化的设计思想，与常规设计的桩基相比，经优化设计的桩基用桩量可望减少４０％以上。     

采用三维罚单元对桩基沉降的研究

为了研究桩在荷载作用下的几何特性、物理特性和层状土及其物理特性对桩基沉降的影响,选用模拟承台与桩土连接条件的罚单元,考虑承台与桩土的特性,运用虚位移原理推导了承台与桩-土的罚单元刚度矩阵,利用编制的三维有限元程序,分析得出在竖向荷载作用下,承台与桩体、土体之间存在着变形协调条件,用三维罚单元可以模拟承台与桩土之间连接问题的情况;增加桩体弹模,可有效减少桩基的沉降;与桩长相比,桩径的变化对桩基的沉降影响更大,对于控制沉降更为有效;在考虑土的层状特性的基础上,土的压缩模量变化对桩基沉降有一定的影响,可降低桩与土体滑移破坏的突然性;与土的内聚力相比,内摩擦角对沉降有更大的影响.     

群桩—土—承台结构共同作用的数值分析

以层状横向各向同性弹性半空间地基模型并采用有限层子域方法为基础,建立了群桩－土－承台结构在斜向荷载作用下的共同作用的数值分析方法。该分析方法考虑了地基土的成层非均匀性和同层非均匀性以及竖向荷载与水平荷载之间的耦合等因素,并将承台视为厚板组合单元,使分析更接近实际工作状态。算例表明,此方法计算方便、精度较高。     

加筋材料对桩－网复合地基沉降特性的影响

为分析不同类型的加筋材料对桩－网复合地基加固处理后沉降特性的影响,根据某市城际铁路工程地基处理情况进行了７组室内模型试验,对比不同加筋材料、桩基布置形式和桩帽连接方式对软土地基沉降、桩土差异沉降和桩土应力比的影响。研究结果表明：采用桩-网复合地基可有效减小深厚软土的地基沉降和桩土差异沉降;三向土工格栅控制沉降的效果优于双向土工格栅和单向土工格栅;正三角形桩基布置形式比正方形布置形式更有利于达到控制沉降的效果;桩顶桩帽设 置增大了桩体与上部垫层的接触面积,减小地基的整体沉降和桩土差异沉降;采用有限元分析了桩-网复合地基的长期沉降变形,结果表明沉降在早期快速增长后趋于稳定。     

基于半解析半数值方法的高承台桩基础沉降计算

用半解析半数值方法计算层状弹性地基上高承台桩基础沉降的难点在于求解地基基本解。将基础和地基分成上下两个子结构：承台为上部子结构,下部子结构包括桩和地基。用轴对称有限元法,按照桩帽模型和圆筒模型考虑群桩的影响,可以非常方便地求出层状土中群桩顶作用荷载和桩的沉降之间的关系。以此作为下部子结构的基本解,推导出上下子结构相互作用的公式,从而对下部子结构不用划分单元,仅需对承台划分单元即可得到基础的沉降。这种分析方法,无需繁琐的公式推导,极大地减少了工作量,计算效率高,适用大型桩基础和超长桩研究。     

群桩承台下土体位移场可视化模型试验及其数值模拟

为了从细观角度分析桩土共同作用的内在机理,利用数字图像相关技术,通过室内模型试验得到了群桩基础的承载力特性、承台下土体可视化位移场,并结合有限元技术实现3维位移场分析。研究结果表明：群桩基础的荷载-沉降关系呈缓降型,常规桩基后期承载力由桩来控制;而复合桩基后期承载力由承台下土体控制,且荷载沉降特性更具天然地基承载特性。...     

桥梁工程中LDBPs的群桩工作特性

将杆系结构有限单元法与荷载传递迭代法相耦合,形成一桩基沉降分析计算的混合法．采用近似解析解中Randolph and Worth’Model和双曲线模型相结合,模拟桩身与桩周介质边界上剪切滑移,桩间相互作用,采用弹性理论Mindlin方程解答计算,并考虑了桩间“加筋与遮帘”作用,编制了群桩沉降分析计算程序GPSAI,通过计算分析,对刚性承台下群桩桩数、桩长、桩间距和桩土模量比等群桩工作特性的影响进行了系统研究．该方法和成果,可以作为今后群桩沉降分析研究的参考．     

带承台单桩竖向承载变形特性数值分析

基于无厚度的接触面单元模拟桩-土之间的非线性接触特性,采用Mohr-Coulomb弹塑性本构模型描述土的非线性特征。桩取为弹性,对带承台单桩进行了三维弹塑性有限元分析,得到了桩顶沉降、桩身轴力、桩周侧摩阻力、桩土荷载分担比等变化情况,基本反映了桩-土的实际工作性状。     

水平荷载下群桩工作性状的数值分析方法

利用文克尔地基模型、桩间土横向抗力折减系数及平面有限元法建立了能够反映桩—土—承台共同工作的力学模型，研究了桩距径比、桩顶约束条件及地基侧向刚度对水平荷载在各桩间分配的影响，探索了合理分析水平荷载下群桩工作性状的数值分析方法     

群桩—土—承台结构共同作用非线性数值分析

提出一种群桩—土—承台结构共同作用非线性数值分析方法。在本方法中，群桩中每一单桩的工作性状由荷载传递函数模拟，而共同作用相互影响由层状半空间有限层方法确定。算例和实例的计算结果显示了共同作用合理的规律性，证明本文提出的方法是正确的。     

桩—土—承台共同作用的受力机理

以现有实测、模型试验和简化理论分析的成果资料为基础,研究了桩与土和承台的共同作用的受力关系与机理——若干物理力学规律,并对以桩—土—承台共同作用概念设计桩基础的方法从原理上作了推论与探讨。     

基于Geddes解的厂房柱桩基础分析研究

采用应力比法计算桩基影响深度,利用Geddes应力解计算桩土刚度,用协同方法分析桩一承台基础,对桩基础的总体沉降、差异沉降、承台内力等结果进行了计算．基于本方法分析了工业厂房的交叉柱桩基础,通过总结分析结果,验证了规范的结论,并分析了此类基础的规律,为类似工程的设计提供有益的参考．     

基于Mindlin理论的群桩桩基沉降有限元研究

根据Mindlin厚板理论,建立群桩-承台体系的三维有限元模型,并编制相应的有限元程序,分析得出在竖向荷载作用下,承台刚度的加大,增强了摩擦群桩基础对基底反力的调匀作用,提高了带承台桩的极限承载能力．在相同桩径、荷载、桩距下,随着桩长的增加,桩基的沉降量将减小．随着桩距增大,群桩中单桩沉降曲线变得平缓,曲线上没有明显的破坏拐点,群辛庄整体稳定性增强．在3d,6d桩距的群桩中,各桩承受的荷载并不是均匀分配的,都是角桩分担荷载最大,边桩次之,中桩最小．     

群桩─土─承台结构共同作用有限层─有限元分析

以有限层方法和有限元方法为基础，建立了严格的群桩－土－承台结构共同作用弹性数值分析模式，该分析模式能考虑地基土的成层非均质性和正交各向异性等因素。通过与建立在Ｍｉｎｄｌｉｎ解基础上的传统分析方法的对比，证明了本文分析方法的正确性和合理性。同时，在分析中引入了结构对称性条件，并给出了具体的计算公式。