软土中群桩承载变形特性与减沉复合疏桩基础设计计算

根据大型现场模型试验,分析了软土中群桩承台、桩、土相互作用特性。试验表明:随桩距增大,承台土抗力和桩侧阻力增大,而端阻力减小;当桩距增至6d时,侧阻力趋近于单桩,端阻力仍高于单桩,承台土抗力发挥率(承台效应系数)仅为50%左右,明显小于其他类土;桩基沉降变形特征表现为桩端刺入和桩间土压缩为主导;不同于小桩距群桩的桩、土整体变形特征。根据软土中疏桩基础承载变形特征,提出减沉复合疏桩基础简化设计方法,以计算桩间土压缩及桩土相互作用效应确定桩基沉降,并以十余项实际工程进行了验证。     

超长群桩竖向承载特性的有限元分析

采用三维有限元程序对竖向荷载作用下超长群桩的承载性状进行分析。土体本构关系采用Dun-can-Chang双曲线非线性弹性模型,桩、承台采用线弹性模型,桩土界面采用刚塑性无厚度接触面模型。讨论了承台、桩底地层条件、桩长、桩距、桩数等对超长群桩承载形状的影响。得到了超长群桩承载形状的一些规律,对实际的工程实践具有一定的指导意义。     

均质土层中超长两桩基础承载性状的数值研究

基于三维有限元分析方法,研究了均质地基土中超长两桩基础的承载性状。在有限元模型建立中,为了考虑桩–土共同作用,桩和地基土均用8结点等参单元模拟;为了考虑桩–土间的变形非线性特性,桩–土间设置了一层有厚度的薄单元;桩身混凝土的应力应变关系用线弹性模型模拟,地基土用Duncan-Chang非线性弹性模型模拟,桩周薄单元用河海大学薄单元模型模拟。计算分析表明,基桩的竖向刚度随桩中心距的增大、桩长的增大而增大,但其总小于单桩的竖向刚度;桩侧阻端阻综合群桩效应系数随桩顶沉降、桩中心距的增大而增大,随桩长的增大呈先减小后增大或基本保持不变的变化特点。     

竖向荷载作用下群桩效应的有限元分析

群桩效应是桩基理论中的一个重要问题。文章根据adina有限元分析软件,分析了在竖向荷栽作用下桩数L、桩距S及桩数n与群桩效应的关系。模拟结果表明:桩基极限承裁力随L的增长而逐渐增大,而群桩效应系数η逐渐减小,但其幅度均逐渐减小;桩基极限承裁力随n增多而减小,但减幅不大。随着桩距S的加大,群桩极限承载力先增大后逐渐减小;而与群桩效应系数近似呈线性增长关系,幅度也逐步减缓。     

桩基础设计中桩距的合理选取

通过对国内外研究资料的总结，分析了竖向荷载作用下桩距对群桩的侧阻力、端阻力和承台土抗力群桩效应以及承载力群桩效应的影响，提出了在合理选取桩距时应考虑的一些问题。     

竖向荷载下群桩变形性状及沉降计算

本文介绍粉土和软土中不同桩距、不同桩长原型与模型群桩竖向荷载下变形试验研究成果。试验结果表明，均匀土层中群桩变形性状随桩距而变化。桩间土压缩变形所占比率随桩距增大而增大，桩底平面以下整体压缩变形和压缩层深度随桩距增大而减小，桩沉降的相互影响比线弹性理论值小得多。建议等代墩基法中的墩底面应根据桩距、桩长、持力层性质设定。本文还对弹性理论法中的相互影响系数和沉降比的理论值进行了修正。     

超长钻孔灌注桩群桩效应系数研究

应力叠加理论的群桩效应系数公式理论性较强,考虑了桩长、桩距、桩的排列、以及桩间土性质等多种因素的影响。基于应力叠加理论,通过多种工况的算例,定量地分析超长大直径钻孔灌注群桩中桩数、桩间距、桩长以及桩径与群桩效应系数的关系。计算表明:桩数的增加、桩间距的减小、桩长的增加、以及桩径的增大都使得群桩效应系数减小,但它们各自影响的程度不一样,当桩数超过10×10后,桩数的变化对群桩效应系数的影响非常微小;对于超长桩,一般要求桩间距达到10D左右可不计群桩效应的影响;桩长L<50D时,衰减较快,当桩长L>50D时,衰减较慢。最后通过进行8组超长群桩(1、2、4、9桩多种桩群和多种桩距、桩径)的大比例尺现场模型试验,验证应力叠加的群桩效应系数公式的适用性,可为超长钻孔灌注桩设计提供参考。     

考虑桩土作用的群桩效应分析

桩土接触变形为非线性问题,相互作用机理复杂。为了分析高桩承台群桩基础的桩土作用,文中用Drucker-Prager弹塑性模型模拟土体的材料非线性,建立高承台群桩-土体的有限元非线性数值模型,分析并总结了不同参数对群桩受力的影响,其中桩长径比和桩距径比对群桩效应影响较大。可供群桩基础设计提供参考。     

粉土中钻孔群桩承台-桩-土的相互作用特性和承载力计算

为了研究粉土中钻孔群桩的工作性能和承载力等问题,进行了系统的接近于原型尺寸的现场群桩试验。通过埋设测试元件对承台土反力、桩侧摩阻力、桩端阻力、桩土相对位移等进行了测定。本文根据部分试验结果分析了承台、桩、土的相互作用特性,发现在一定条件下,侧阻发生“沉降硬化’和“沉降软化’现象;承台对侧阻起“削弱效应”,对端阻起“增强效应”;无论大小桩距、高低承台,群桩均不出现“整体破坏”。据此,提出了考虑承台、桩、土相互作用计算’群桩垂直极限承载力的模式。     

超长钻孔灌注桩基础群桩效应分析

结合某大型桥梁工程实例,建立了多个有限元模型,对影响超长钻孔灌注桩群桩基础的群桩效应进行了研究,着重分析了桩距和桩数两大因素。结果表明,桩距越大,群桩效应系数越接近于1;桩数越小,群桩效应系数越接近于1。     

横向荷载下高桩承台影响因素的探讨

针对横向荷载作用下“前板桩、后方桩”高桩承台结构,运用有限元法建立三维空间模型进行计算分析,总结出土抗力系数、入土桩长和桩径等因素的变化对桩顶位移、桩身弯矩的影响程度.结果表明：增大桩截面面积,提高桩基抗弯刚度能减小桩的水平位移,特别是适当提高后排方桩的抗弯刚度,效果将更为明显,这是由于其能使前后排桩的弯矩分配更趋于合理化与均匀化.     

输电线路桩板基础基桩的内力与变位计算

 通过对桩板基础的受力进行深入分析后,首先提出利用板顶地基土的竖向抗力系数计算其上拔抗力,并基于“m”法的幂级数解答,按桩顶处土的水平抗力系数不为0推导基桩桩顶刚度系数,然后通过建立底板受力平衡方程求出底板的变位,再利用底板的变位求出基桩的内力和变位,从而获得一种桩板基础基桩内力与变位的计算方法。最后,利用该方法对一个四桩桩板基础的基桩内力和变位进行计算并对结果进行分析和比较。     

降水引起的低承台群桩沉降特性分析

对沪杭城际高铁某桥墩低承台群桩桩基在承台上部加载及地下水位下降导致的沉降特性进行了研究,并对桩-土摩擦系数和群桩的桩间距对群桩沉降影响进行了分析。地下水位下降对群桩的影响机理分析表明:群桩周围一定范围内的水位下降土体所受浮力消失是导致桩体受到向下附加摩阻力及群桩附加沉降的起因;桩-土摩擦系数增大时,降水导致的桩体最大附加轴力出现位置深度越浅,因此,桩体受到向上附加摩阻力的区段长度越大,桩端的附加荷载与附加沉降越小;桩间距增大时,水位下降导致的桩体附加压缩量越大,同时桩端的附加荷载与附加沉降也越大。     

锤击荷载作用下大直径钢管群桩的动力特性分析

上海某机械厂有一大直径钢管桩,用于所生产柴油打桩锤出厂前的试用。目前试桩已不满足新生产大吨位柴油打桩锤的试打要求,因此拟增加8根短桩与试桩组成群桩。由于锤击荷载作用下长短组合群桩中荷载的分配及沉降的研究较少,为得到合理的群桩加固型式,采用有限元方法研究锤击荷载作用下群桩的动力承载特性。首先建立单桩有限元模型,分析竖向静荷载作用下钢管桩的沉降,并将模拟结果与现场静荷载试验结果进行对比,验证有限元模型的准确性,再分析锤击荷载作用下单桩的动力响应;其次建立锤击荷载作用下的长短组合群桩有限元模型,分析承台质量、承台埋深、辅桩桩长对群桩桩顶荷载分布及沉降的影响。结果表明锤击荷载作用过程中,角桩、边桩桩顶最大压应力较大,主桩桩顶最大压应力较小;承台埋深越浅,群桩桩顶应力越大,沉降反而越小;承台质量、辅桩桩长对群桩动力特性影响不大。     

水平荷载下挤扩支盘桩群桩受力特性分析

利用三维弹塑性有限元模型,对水平荷载作用下挤扩支盘桩群桩受力特性进行分析,得出各桩弯矩以及桩土相对位移的变化规律及不同位置、不同荷载作用、不同土体深度时桩周土反力的变化曲线。分析表明:桩弯矩在支盘处因支盘的影响而发生突变,支盘下桩体的弯矩大大减小;后排桩后土体相对位移大于前排桩后土体相对位移;桩基主要通过其桩前土体的作用来抵抗水平荷载,桩前土体最大反力值出现在第一个支盘的端部,支盘对其下一段范围内土体起到"减载"作用。     

自重湿陷性黄土地区合理桩长初探

考虑桩周土体及桩–土接触的非线性,建立了空间轴对称有限元模型;结合此模型提出了计算自重湿陷性黄土地区合理桩长的方法——叠加法,得出了当中性点上、下土层摩擦力分布形式相同时,应增加的桩长与摩擦力的分布形式无关,而只与极限摩擦力的大小有关的结论。运用此方法分析了自重湿陷性黄土湿陷特性对桩基承载性状的影响规律,结果表明:在极限荷载时,中性点深度与桩长有关;湿陷系数对桩剩余承载力的影响是非线性的;定量给出了中性点深度及应增加桩长的范围。     

分层土体中群桩复合地基水平荷载作用下的变形性状

采用有限元方法,对复合地基中的群桩在不同土体分层状况下受水平荷载作用的变形情况进行三维有限元分析。通过比较不同层的材料特性、桩长、桩径下受水平荷载作用的最不利位置桩体轴向应变的性状,得到复合地基中桩体的断桩点随土体分层状况改变而变化的规律。     

用非线性有限元分析倾斜荷载下的群桩基础

采用接触面单元来考虑荷载作用下桩与土体及承台与土体间的滑移、开裂,在应用桩的等效宽度概念将空间问题简化为平面问题后,开发出能考虑桩周土弹塑性及连续性等因素的倾斜荷载下群桩内力及位移分析的计算机程序,最后通过实例分析说明利用非线性有限元对倾斜荷载下群桩进行分析的方法.     

复合桩基础桩-土-承台承载力特性分析研究

为研究复合桩基础桩-土-承台承栽力各自占桩基础总承载力的比值,采用有限元方法,以接触模型模拟混凝土/地基接触面,分端承型和摩擦型桩两种类型,对承台底地基土强度和外荷载大小对桩基础承载力分配的影响进行了分析研究.结果表明:端承型和摩擦型桩的承栽力分配存在较大不同;端承型桩的端阻力随着承台底土强度的增大而增大,侧阻力基本不...