超长单桩的荷载传递分析

提出了用指数函数作为荷载传递函数分析越长单桩的荷载传递。考虑了桩侧摩阻力引起的桩端土沉降作用，对指数函数进行了修正。用优化方法对单桩静载试验结果进行反演分析，优化出桩周各土层和桩端土荷载传递函数的岩土参数。3根静载试验超长单桩的计算结果与试验结果较符合，说明修正后的荷载传递函数可用于分析越长单桩的荷载传递。     

基于能量法的超长桩屈曲稳定影响因素分析

随着大型超高层建筑的发展,超长桩的使用越来越多,超长桩的屈曲稳定性问题研究显得尤为重要。在前人的基础上,采用土抗力与实际更为接近的C法和常数法组合的土抗力模式,且同时考虑桩自重和桩侧摩阻力,用能量法求解得到超长桩的屈曲临界荷载公式,并进一步全面分析各因素对超长桩屈曲稳定的影响。结果表明:桩侧单位摩阻力与桩身自重对桩的屈曲影响可忽略不计;桩的挠曲函数项数越多、土抗力越小,基桩的屈曲临界荷载越小;桩自身参数桩长、桩径越大,屈曲临界荷载力越大;地基土比例系数越大,屈曲临界荷载越大。因此,从超长桩的屈曲稳定性来讲,尺寸较大的超长桩运用到较硬地基时基桩抵抗屈曲破坏的性能最大。研究成果可为工程中超长桩的设计和运用提供理论依据。     

嵌岩桩承载性状有限元分析

嵌岩桩由于其承载力高,其原型试验所需经费多,而且不易做到破坏,这就使对嵌岩桩的数值模拟成为必要。采用三维有限元方法对嵌岩桩的承载性状进行了模拟,对土、岩石均采用Drucker-Prager模型,在不同的工况下对嵌岩桩的承载性状进行了分析。最后,将三维有限元方法引入了具体的工程实例,把有限元分析的结果与实测的数据进行了比较分析,取得了较好的一致性,说明采用的有限元模型对嵌岩桩的分析是比较符合实际情况的。     

边载和水平荷载作用下超长桩承载性状数值分析

采用有限元法,建立超长桩和土体共同作用的三维数值模型,研究受边载和水平荷载共同作用下超长桩的承载特性,分析超长桩侧摩阻力和桩身弯矩的变化规律。结果表明:水平荷载与边载比值k的增大可以有效改善桩侧负摩阻力,并且存在最优比值k=4。桩侧负摩阻力和桩身弯矩随着长径比的减小而减小;存在临界边载距离s=8 m,当边载距离s<8 m时,桩身负摩阻力随着边载距离的增大而减小,当s＞8 m时,边载对桩身负摩阻力几乎无影响。桩土刚度比的减小可有效提高超长桩承载力。同时应用多元非线性回归分析,得到最小桩侧摩阻力随不同因素变化的函数关系式。根据该式可预测不同因素组合下的最小桩侧摩阻力,有效避免桩侧负摩阻力的产生。     

轴-横向荷载作用下超长桩数值模拟

轴-横向荷载作用下的桩土相互作用研究主要集中在单层土中的中短桩,工程设计将水平、竖向荷载作用分开单独考虑.本文对成层地基中超长桩在轴-横向耦合荷载作用下展开数值模拟研究和试验对比,结果表明,轴-横向荷载作用下的超长桩桩-土相互作用主要集中在土体浅部区域,竖向荷载作用使得桩身弯矩、水平位移减小,从而提高了桩基础水平承载力;对于软粘土,水平荷载能在一定程度上提高超长桩的竖向承载力.桩侧土与桩端土的变形模量比也是影响超长桩承载性能的重要因素,两者比值越大,侧摩阻力占总荷载比例越低.本文建立的超长桩数值模型计算结果与实测数据吻合较好.     

单桩性状的可视化仿真

基于可视化仿真原理对竖向荷载和水平荷载作用下单桩性状的可视化仿真分析进行了探讨。对于竖向荷载下的单桩,采用了佐藤悟提出的荷载传递函数模型进行分析。水平荷载下的单桩分析,则采用非线性弹塑性模型的p-y曲线方法来模拟桩土相互作用。在Visual Basic 6.0集成开发环境中,使用VB作为主要开发语言,并辅之以Matrix VB与Windows API的图形功能,编制了具有Windows界面和图形处理功能的单桩性状分析程序SPA (Single Pile Analysis for axial and lateral behaviour)。该可视化仿真软件可以将大量的计算结果以静态或动态的图形图像形式表示,帮助用户更加快速、直观、方便地分析仿真计算结果。     

双层土体结构对超长桩承载性状的影响

利用三维有限元方法,研究了双层地基土中超长桩的承载性状.利用线弹性模型模拟桩身混凝土的应力应变关系.邓肯-张非线性弹性模型模拟地基土,河海大学薄单元模型模拟桩.土间的非连续变形.计算结果表明,对上硬下软地基土结构,当硬土层厚度不大于桩身人土深度时,随硬土层厚度的增大,桩顶极限荷载、桩侧极限阻力均呈非线性增大;对上软下硬地基土结构,当软土层厚度不大于桩身入土深度时,随软土层厚度的增大,桩顶极限荷载、桩侧极限阻力均呈非线性减小;桩身轴力和桩侧阻力沿深度的分布随地基土结构而异.桩侧摩阻力在硬、软土层分界处有急剧变化现象;超长桩的失稳由桩侧土体的破坏引起.     

水泥土搅拌组合桩受力机理探讨

通过室内室外试验,揭示了水泥土组合桩的承载力特性及荷栽传递规律。在大量试验结果分析的基础上,提出了水泥土组合桩具有较高的单桩竖向承载力和较低的造价特性,有良好的推广价值。     

超长单桩轴向刚度的计算及其影响因素

采用弹塑性荷载传递函数,以解析法推导了与桩顶荷载-桩顶沉降整个关系曲线上相对应的单桩轴向刚度计算式,分析了桩长、桩径、桩的刚度系数、桩端土弹性模量与桩周土弹性模量之比和桩周土泊松比等因素对超长单桩轴向刚度的影响后表明,只有桩长、桩径及桩的刚度系数对超长单桩轴向刚度的影响较大。     

海上淤泥区斜拉桥超长桩基自平衡法承载力试验研究

针对大型铁路、公路建设过程中对基础结构承载力的严格要求,为了探讨采用自平衡试桩法对承载大吨位、超长的灌注桩进行单桩竖向承载力检测的可行性,以 G228 国道浙江三门园里至宁海一市段跨海大桥工程为依托,计算了海上淤泥区超长桩竖向极限承载力。以旗门港特大桥、海游港特大桥的四个测试桩为典型案例,运用自平衡检测结果且结合相关规范,根据实测值绘制出上下桩段的Q-s 曲线、s-lgt 曲线和 s-lgQ 曲线,分析其上下桩段的极限承载力变化,并且根据等效转换原理作出桩顶加载 Q-s 曲线图,确定桩顶在极限荷载下的位移。结果表明: 采用自平衡法进行检测并建立加载曲线分析,成功解决了海上淤泥区斜拉桥超长桩极限承载力研究问题。进行研究的四个主墩测试桩在等效桩顶加载下,极限承载力均未超过设计容许承载力,最大位移分别为 16. 45 mm、16. 14 mm、10. 08 mm 和 8. 18 mm,满足施工要求。自平衡法技术在 G228 国道三门园里至宁海一市段跨海大桥施工中的成功运用可供同类工程施工参考。     

岩溶地基中超长桩承载力数值计算方法

针对岩溶地区溶沟、溶洞发育等复杂地层,提出基于最小势能原理的超长桩穿越岩溶地层时的承载力计算方法。首先,构建适用于岩溶地层的桩侧摩阻力计算模型;其次,分别推导了非岩溶地层和岩溶地层中桩身的能量平衡方程,并由此得到桩身单元的位移、轴力计算式;再次,基于最小势能原理推导了桩身的势能增量计算式,并采用黄金分割搜索法作为计算程序的收敛算法。最后,以娄新资水大桥桩基工程为算例,采用文中方法对工程桩进行计算,计算结果表明超长桩穿越岩溶地层时的承载力计算方法合理可行。     

某水电站坝基覆盖层振冲桩试验

振冲法处理技术在水利水电系统应用前景广阔，常用来处理覆盖层，提高堤坝及构筑物的强度和抗滑、抗震稳定性。本次试验主要目的：首先，150kW振冲器能否穿透上覆局部厚达15m的碎石砂卵砾石层；其次，分析振冲法加固不同地层的实际效果。     

深层搅拌桩复合地基的现场试验研究

结合雍六高速公路长江二桥江北接线工程 ,对填土荷载下复合地基的应力、变形特性进行了长期现场观测研究 .结果表明 :路基经深搅桩加固后 ,沉降变形得到有效控制 .加固区沉降量较小 ,下卧层沉降量较大 ,总沉降量满足设计及规范的要求 ;柔性路堤下桩与桩间土的沉降规律有差别 ,桩身上部桩周土沉降较大 ,随着深度增加 ,桩周土沉降逐渐小于桩的沉降 ,在这个过程中 ,桩与桩周土存在等沉面 ;在填土加荷过程中 ,桩与土各自分担的应力处在动态的变化之中 :加荷时 ,桩上应力相对集中 ;间歇期 ,桩土应力比减小 ;体现了荷载传递过程中桩与土是相互协调作用的     

超长隧洞TBM施工段设置中间施工支洞的必要性

超长隧洞TBM施工段设置中间施工支洞,是确保TBM单机连续掘进20km的重要措施,此措施可以缩短供电距离、出渣皮带长度、料物运输距离和通风距离,降低工程造价;也为采取各种有效措施争取工期创造了条件。实践证明,在大断面超长隧洞TBM施工段设置中间施工支洞,是一个成功的经验。     

长短桩布桩方式对复合地基沉降变形影响研究

针对蒙华铁路岳阳段软土和松软土地基问题,为了有效控制地基沉降,提出了采用分离式布桩和交叉式布桩的长短桩复合地基加固方案。基于离散元颗粒流仿真技术分析两种布桩形式、不同桩间距对软土地基沉降的影响规律和机理,提出合理的加固方案并通过现场测试验证。研究表明：① 分离式布桩和交叉布桩下,复合地基最大沉降位移/桩体最大沉降位移均与桩间距均呈指数函数分布;② 分离式布桩复合地基最大沉降位移出现在地基面上两种桩型的衔接处,桩体最大沉降位移出现在两种桩型衔接处的多向搅拌桩桩顶位置。③ 交叉式布桩复合地基最大沉降位移出现在地基面上的线路中心线处,桩体最大沉降位移出现在加固地基顶面中线附近的多向搅拌桩桩顶。④相同桩间距条件下,分离式布桩复合地基沉降和路基面宽度范围内地基的不均匀沉降量明显小于交叉式布桩复合地基。     

人工封装桩处理下水闸软土复合地基土力学特性试验研究

为研究散体人工封装桩处理下冲口门水闸软土复合地基土力学特性,开展了高径比、散体料密实度对土力学指标影响的室内试验。试验表明,试样高径比愈小,则承载强度愈高,且具有较显著脆性变形;随高径比的梯次变化,围压100kPa、400kPa下分别具有平均降幅10.3%、14.8%。散体填充料密实度愈大,则复合土强度愈高,受围压效应影响愈显著,且具有较长应变硬化段。抗剪特征参数与高径比呈负相关关系,与散体料密实度呈正相关关系,前者影响作用于黏聚力,后者主要影响内摩擦角。研究成果可为软土等不良土层场地的人工桩设计应用提供参考。     

地基土弹性模量对薄壁筒桩海堤结构的影响分析

利用刚度等效原则,将筒桩结构简化为二维问题,研究不同土体弹性模量对结构内力和位移的影响。研究结果表明,提高淤泥质土弹性模量,对海底地基土体进行抛石处理,一方面可以有效减小筒桩海堤的侧向变形,另一方面可以提高海堤的整体稳定性。薄壁筒桩海堤结构经济效益突出,有很好的应用前景。     

深层搅拌桩在软基处理中的应用

在介绍深层搅拌桩在软基处理中应用实例的基础上,阐述了深层搅拌桩施工过程中的质量控制要点。