层状地基中单桩-桩帽-土共同作用等效剪切位移法

基于单桩-桩帽-土共同作用的特征,推导了桩和桩帽下土体的荷载传递矩阵,提出了层状地基中带帽单桩的等效剪切位移法。当桩与桩帽下土体以及桩帽下土体与桩帽外侧土体交界面处的位移协调时,分别建立桩与桩帽下土体的平衡微分方程;考虑交界面处的相对滑动时,桩与桩帽下土体交界面处的侧摩阻力较大导致非线性,主要表现在桩与桩帽下土体间的相互滑动;当帽桩较小时,桩帽下土体与桩帽外侧土体交界面处的侧摩阻力引起的桩帽外侧土体自由位移场比较小。与有限元法、已有理论分析方法以及模型试验的对比表明桩帽的加入可明显增大带帽桩的整体刚度,并且一定尺寸的桩帽下桩体长径比的增大不会无限增大带帽单桩的整体刚度,桩帽始终贡献一定的荷载分担比例。     

预应力砼管桩与桩帽连接节点轴拔性能试验研究

本文采用直径为５５０ｍｍ的预应力砼管桩，通过九个试件对桩与桩帽连接节点的轴拔承载力进行了试验研究，讨论了桩与桩的连接形式，连接节点轴拔承载力的建议公式和确定管桩埋入桩帽深度的计算方法，并建议在实际工程中应采用的连接形式。     

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。     

环保原料场大面积超重堆载地基处理设计与实践

为研究大面积超重堆场的地基处理方式,以某钢铁厂封闭环保型原料场项目为例,介绍了场地地质特点和地基处理方案,并通过静荷载试验进行了评价。原料场地层条件复杂,岩层分布不均,起伏及厚度差异大,因此需根据地质特点,实行分区处理：场地内大部分区域采用CFG桩网复合地基,桩径为600 mm,桩顶设置桩帽,桩帽上覆级配砂石褥垫层,垫层内铺设土工格栅;局部安山岩埋深较浅区域不作处理。由静荷载试验可知,单桩承载力和复合地基承载力特征值均满足设计要求,表明该地基处理方案可行,可为类似地质情况和大面积超重堆场、原料场地基处理提供参考。     

预应力砼管桩与桩帽连接节点轴拔性能试验研究

本文采用直径为５５０ｍｍ的预应力砼管桩，通过九个试件对桩与性帽连接节点的轴技承载力进行了试验研究，讨论了性与桩帽的连接形式、连接节点的破坏形态、破坏机理以及受力特性．在试验研究的基础上给出了连接节点轴拔承载力的建议公式和确定管桩埋入桩帽深度的计算方法，并建议在实际工程中应采用的连接形式．     

一种基于波动理论的打桩系统优化选配

为确保打入式预制桩的成桩质量和提高打桩效率,运用一维应力波传播理论,分析了锤-桩-土系统相互作用机理,建立了动力打桩简化模型.系统分析了各因素(锤重,落高,桩垫刚度、厚度,桩帽重量)对冲击力、持续时间、贯入度的影响.根据沉桩曲线,应用波动方程法对打桩系统各部分进行优化配置.工程实例研究表明,模拟结果与工程实际相吻合. 更多还原     

打桩机桩帽失效分析及新桩帽钢的成分设计

本文对早期失效的ZG25钢桩帽和长寿命失效的进口桩帽进行了全面的失效分析对比,证实:强度和韧性都较高的进口桩帽的失效断口由多冲疲劳亚稳扩展区和偶然的直接锤击的快速扩展区构成,而强度和韧性都较低的ZG25钢桩帽的失效断口几乎没有多冲疲劳扩展区,直接锤击的迅速扩展区占据了整个断口。由此表明,欲提高桩帽的使用寿命必须提高桩帽用钢的强度和韧性和改善铸钢的冶金质量。 在本文指导下新研制成的ZG22铬硅钼稀土桩帽用钢,经适当的热处理后桩帽的使用寿命比原ZG25钢桩帽提高8～12倍,达到2000～2800小时,超过了进口桩帽的寿命。     

人工挖孔大直径扩底桩的设计探讨

人工挖孔大地径扩底桩具有承载能力高，结构传力简明，地质条件合适时沉降小等优点。使用该类桩时，需解决两个问题，即桩，柱及连系梁共同工作的内力分析；基桩轴向受压承载力的确定。从桩、柱及连系梁共同工作的内力分析出发，认为桩帽设计是基桩设计的一个重要内容，介绍了人工挖孔大直径扩底桩的设计思路。文中给出一设计实例。     

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。     

刚柔性桩复合地基加固双层软弱地基现场试验研究

为研究路堤荷载下刚柔性桩对深厚双层软弱地基的加固效果及其桩土荷载传递规律,结合连云港港某铁路软基处理工程,采用带帽预制方桩和带扩大头的双向搅拌粉喷桩联合加固,对路堤填筑过程及预压期内地表沉降、桩土差异沉降、深层水平位移、超静孔隙水压力、桩土应力比以及桩土荷载分担的变化规律进行了分析。结果表明：载荷试验中复合地基桩土应力比随外荷载增加而增加;地基变形发生在填土期,预压期内沉降变形继续并逐渐趋于稳定;填土荷载向刚性桩及搅拌桩桩顶集中,刚性桩桩顶应力增长较快;面积置换率为22.2%的预制方桩（含桩帽）承担了56.2%的荷载,但其承载力只发挥了不到18%;面积置换率和土质条件是桩土荷载分担比的主要影响因素。     

软土地基上循环荷载作用下加筋碎石垫层 工作特性分析

通过模型试验研究了循环荷载作用下土工格栅、土工格室及纯碎石垫层在软土地基上的承载特性;分析不同工况下沉降、桩身应变及桩土应力比随循环次数、峰值荷载的变化规律。研究结果表明:在动载条件下,加筋碎石垫层能有效地限制垫层的位移,显著减小复合地基的累计沉降;加筋后的碎石垫层强度和刚度均得到增强,能有效调节桩-土应力分布,改善碎石垫层的受力特性,大幅度提高桩-土应力比,有效减小桩身应变;同等条件下,土工格室碎石垫层对于减小桩顶沉降、提高桩-土应力比和降低桩身应变的性能略优于土工格栅碎石垫层,并随着循环峰值荷载增加,两者的作用效果更好。     

刚-柔性桩复合地基中承载性状原位试验研究

为了研究刚-柔性桩复合地基在长期荷载作用下应力场的分布规律,在温州地区开展了原位足尺试验. 试验结果表明,地基应力分布与上部结构刚度有关,当上部结构层数较低时,桩间土承担了较高的荷载份额;当上部结构层数较高时,刚性桩和柔性桩桩顶均出现应力集中现象. 复合地基中不同部位桩应力随层数增加呈现出不同的变化规律,褥垫层的设置可以减小不同部位桩的应力差异,刚性桩荷载分担比在无褥垫层时比有褥垫层时要大得多.     

加筋垫层对桩-网复合地基桩土应力比影响试验

由于加筋材料的拉膜效应,加筋垫层不仅加大了桩体承担荷载的能力,对上部路堤填土中的拱效应也有直接的影响。为了较好地研究加筋垫层对路堤荷载下桩-网复合地基桩土应力比的影响,设计了模型对比试验,分别对垫层底面和顶面的土压力进行了连续观测。结果表明,加筋垫层有助于桩-网复合地基桩土应力比的提高,尤其在填筑初期桩土应力比增长较快,并能进一步削弱上部路堤填土中的拱效应。因此加筋垫层可以提高桩-网复合地基桩的应力比,并且可以削弱上部路堤的拱效应。     

长短桩复合地基受荷性状的影响因素分析

采用大型有限元软件ABAQUS,对不同褥垫层模量、厚度、短桩模量及基础上不同的荷载对刚柔性长短桩复合地基的长桩与土的应力比、短桩与土的应力比、长短桩应力比、基础沉降的影响及其规律进行了分析.数值分析表明:垫层的存在增大了地基的沉降,可调节复合地基中桩土应力的分配;随着垫层模量的增加,长桩桩身应力增加,短桩应力减小;增加短桩的刚度,复合地基的沉降减少;随着基础顶面荷载的增加,桩土应力比增大,位移差也增大.结合武汉某住宅小区的长短桩静载荷的现场监测数据,分析了工程中长桩与土、短桩与土、长短桩应力比的变化规律.数值分析和现场监测数据分析结果可为该类型地基的设计和施工提供依据.     

高拱坝气幕隔震及其非线性效应的数值仿真

为了研究气幕非线性对高拱坝气幕隔震效果的影响,基于高拱坝气幕隔震控制的气-液-固3相耦合数值模型,在该模型中引入了气幕的材料非线性,完成了锦屏一级高拱坝在汶川地震波作用下的气幕隔震效果研究,并与不考虑气幕非线性的计算结果进行了对比.结果表明:气幕可以显著降低拱坝上游坝面的动水压力.气幕厚度为1 m时,正常蓄水位及死水位工况,上游坝面最大动水压力分别降低70.2％和75.3％.气幕使拉应力的量值普遍降低,应力分布得到改善,拱坝的整体抗震性能得到显著提高.气幕非线性所导致的动水压力误差小于10％,因此,当动水压力在总水压力中所占比例较小时,可忽略气幕单元的材料非线性.     

深埋暗道CFG桩及碎石垫层复合地基变形特性

将CFG 桩复合地基技术应用于深埋暗道这类特种结构的地基处理问题,通过对具体试验工程进行现场测试以及不同厚度碎石垫层的室内模型试验研究,对深埋暗道CFG桩复合地基沉降变形进行了分析,指出褥垫层的压缩量是应该被考虑到的,沉降变形计算不能仅仅考虑针对复合地基的修正,并应同时考虑褥垫层变形的修正。利用ABAQUS有限单元法分析了不同厚度褥垫层对C FG桩复合地基桩土应力比、总沉降量、垫层压缩量和桩身轴向应力的影响规律。介绍了一种输煤暗道沉降变形监测方法,通过现场测试、室内模型试验以及有限元分析,确定了深埋暗道CFG 桩复合地基褥垫层的选用原则。     

换填垫层的经济性与安全性研究

在外荷载作用下,换填垫层法处理的软土地基不仅受到周边软土体侧向约束作用,而且具有明显的双层地基应力分布特征,因此当换填垫层的厚度超过基础宽度的0．5倍时,采用传统的扩散角法设计,明显偏于保守．本文从上述两方面着手,结合工程实例,论述换填垫层设计的经济性与安全性．     

多层加筋垫层刚性桩网复合地基的承载特性

为研究多层加筋垫层刚性桩网复合地基的承载特性,将设置有多层土工格栅的加筋垫层视为大挠度薄板进行分析,运用层合板理论,模拟多层土工格栅与碎石垫层之间的相互作用,建立加筋垫层抗弯刚度矩阵的计算方法。考虑刚性桩网复合地基的三维应力和位移边界条件,根据静力平衡条件,建立加筋垫层应力函数和挠度微分控制方程,并利用伽辽金方法进行求解。在此基础上,利用Winkler地基梁理论和大挠度薄板理论对桩土应力比和格栅拉力进行计算。最后,运用实际工程对计算方法进行验证,并综合分析格栅总层数、铺设间隔和位置等因素对桩土应力比及格栅拉力的影响。研究结果表明：理论计算结果与实测结果较为吻合;随着格栅总层数的增大,桩土应力比增大而格栅拉力降低,铺设2~3层格栅效率最高;随着铺设格栅间隔和底层格栅距桩帽距离的增大,桩土应力比降低,而格栅拉力增大。     

设垫层坝内埋管结构分析

通过对设垫层坝内埋管结构的计算分析，论证了在钢管外周设置垫层可以有效降低钢管外围混凝土的拉应力，提高混凝土抗裂安全，并充分发挥钢管的作用     

多点拉形数值模拟及模具型面补偿方法

建立了板料多点拉形有限元模型,确立了用于动态显式算法的拉形加载模式,并应用到典型件的拉形过程数值模拟中。对马鞍形曲面件的多点拉形进行了数值模拟,探讨了成形件上应力、厚度等的分布规律以及回弹和弹性垫的不均匀变形对成形件精度的影响。模拟结果表明,成形件的应力、厚度分布均匀,卸载回弹很小,弹性垫的不均匀变形对成形件精度的影响比回弹要大;为获得精确形状的成形件,提出了一种基于数值模拟结果通过反复修正获得准确的多点拉形模具型面来补偿多点拉形中弹性垫的不均匀变形和回弹的方法。