堆载作用下被动群桩的三维性状分析

被动桩问题是近年来岩土工程领域的一个研究热点,但是对于堆载下群桩与土之间复杂的相互作用一直缺乏系统的三维分析。本文建立了三维有限元模型,对四桩群桩的工作性状进行分析,重点研究了堆载条件、桩身刚度及土层分布对桩身位移和弯矩分布的影响,得出一些有益的结论。最后,对软土地基中桩身位移和侧压力的分布规律进行了归一化线性拟合。     

地面堆载作用下邻近桩基性状的数值分析

采用土工有限元软件PLAXIS 8.2对地面堆载作用下邻近的桩基性态进行二维有限元分析,研究了单排桩、双排桩在地面堆载荷载大小与作用位置、桩与土层条件、桩身约束条件等工况中的性状。     

堆载作用下被动桩受力变形分析

结合上海某加固工程实例,应用FLAC3D数值分析软件,建立相应数值模型,对堆载作用下的被动桩基进行数值分析,研究了不同填土高度、填土距离对桩基及地基土变形的影响,并确定了被动桩破坏的临界填土高度及填土距离。为类似工程提供可靠的参考依据。     

桩侧堆载作用下被动桩受力性状研究

桩周大面积堆载产生的土体变形不仅会引起桩身负摩阻力,也会使桩基承受较大的侧向荷载。文章应用三维有限元方法对桩侧堆载作用下的被动桩受力性状进行了分析,并研究了桩顶荷载对被动桩受力变形的影响。在桩侧堆载的作用下,桩身产生了较大的侧向位移与弯矩,同时出现负摩阻力和桩身轴力。桩身侧移和桩身轴力随着堆载距离的增加而减小,随着堆载量的增加而增大。桩侧堆载的被动桩在桩顶竖向荷载作用下会产生桩身二次弯矩,加剧桩身弯曲变形和内力。     

堆载作用下被动桩的水平受力及位移分析

针对既有桩体在较大侧向堆载作用下会发生偏斜或挠曲变形甚至开裂折断,从而导致结构存在较大安全风险的问题,基于Flamant解建立条形荷载作用下的水平附加应力计算公式。考虑到桩-土界面的剪切效应,采用双参数地基模型进行桩后土体的桩-土受力分析。建立了被动桩的挠曲微分方程,采用MATLAB求解得到桩的内力及变形情况。采用文献中的不平衡堆载试验监测数据验证了计算公式的合理性。研究结果表明:堆载对桩基的侧向土压力影响主要分布在桩体的上半部分,受到的侧向土压力占桩体总侧向土压力的86%以上;随着堆载高度的增加,桩的侧向土压力、侧向位移和弯矩均呈现出增大的趋势;所得结论可为类似工程的安全性评价提供理论依据。     

地面堆载作用下邻近桩基变形的三维数值分析

结合具体工程,采用三维有限元分析方法,对地面堆载作用下邻近桩基变形性状进行了模拟分析。分别研究了浅层土体弹性模量和桩身刚度对各排桩基侧向变形的影响,并将有限元计算结果与实测数据进行了比较。分析结果表明,浅层土体的弹性模量对被动桩基的变形影响更显著;被动桩能有效地控制堆载作用下邻近土体的变形,从而对附近建筑基础起到保护作用。分析结果能为类似工程的设计提供指导。     

桩土共同作用应用于堆载地坪的研究

结合大量文献,分析了桩间土对上部结构荷载的分担,并依据现有的桩土共同作用分析理论,对工程实例的设计与监测的结果进行分析,得出了桩承载力超过承载力特征值后桩和土体共同发挥作用的结论,进而提出了通过控制沉降变形合理利用桩间土体承载力改进堆载地坪设计现状的建议.     

桩侧堆载对桩基影响的数值分析

桩侧堆载会对桩基产生侧向荷载并在桩身产生负摩阻力,形成侧向受力的被动桩,桩侧堆载的大小以及与桩基的距离影响着被动桩的受力特性.文中通过有限元软件对桩侧荷载对桩基的影响进行了数值模拟分析,分析了桩侧堆载的大小以及与桩基的距离对被动桩受力的影响,得出了一些有意义的结论.     

基于土压力的桩土相互作用分析方法

地面堆栽引起地基软土侧移,导致邻近建筑桩基产生变形.采用两阶段分析方法,提出了堆载与邻近桩基相互作用的弹塑性解.首先通过解析方法或实测数据求得堆载引起的作用于桩上的土压力,然后基于地基反力法,通过设置由弹簧和滑块组成的界面单元来模拟被动桩土之间的相互作用.用弹性模量模拟弹簧的作用,其值可根据p-y曲线确定,同时引入统一极限抗力来考虑滑块的作用.当土体处于弹性状态时,桩土变形协调,滑块不发生作用;当土体作用达到极限抗力时,土体发生塑性变形,滑块承受极限抗力并发生塑性滑动.将该计算结果与有限元解答和现场试验的结果进行对比,验证了该方法的合理性和实用性.     

大面积堆载情况下邻桩的有限元分析

利用有限元方法 ,编制了大面积堆载对邻近桩基的影响分析计算程序 ,通过计算出的桩顶水平位移 ,分析了桩长、桩径、土的地基反力系数的比例系数、地面堆载的大小等因素对桩顶位移的影响 ,为处理大面积堆载对邻近桩基的影响问题提供了理论依据。     

考虑桩-土塑性相互作用的单桩分析

假设地基为弹性体,考虑桩-土塑性滑移,建立微分方程,采用差分求解。经与实测资料对比,结果较为一致。该方法可以考虑桩周土体的连续性,可以分析竖向荷载作用下地基土体产生的沉降。将该方法与荷载传递法、剪切位移法进行比较,分析表明:该方法不是荷载传递法与弹性理论法的简单叠加;该方法在退化后可以分别取得与荷载传递法及剪切位移法比较好的一致性。     

复合桩基桩侧阻力群桩效应及其效率系数的有限元分析

利用三维弹塑性有限元方法 ,对复合桩基侧阻力群桩效应及其效率系数进行了研究     

采用桩土共同作用的浙江省第一医院医技楼现场实测分析

 采用桩土共同作用设计方法的浙江省第一医院医技楼实测资料表明,大楼装修完成时基础底板周边和内部实测平均土压力分别已达地基土承载力特征值的83.3%和62.7%,地基土承载力被较大程度的得到利用。桩顶应变计实测结果显示,大楼竣工时桩顶反力超过单桩极限承载力的50%,这是与传统设计方法的不同之处。同时,随建筑层数的增加,桩间土分担荷载的比例逐渐减少,装修完成时土承担上部荷载的20%。而在大楼结顶时基础底板内钢筋实测应力很小,基础底板面层和底层钢筋平均压应力分别为9.84和7.68 MPa,远低于钢筋所能承受的最大抗压值。同时发现,基础底板的存在会削弱桩侧摩阻力,相同桩顶荷载水平下全桩长范围内实测桩基平均侧摩阻力均小于静载试验中单桩的平均侧摩阻力。该大楼实测沉降结果表明,沉降较小且较为均匀,能满足使用要求。     

考虑桩竖向支承刚度的桩-承台共同工作的优化设计

通过桩径或桩长的改变对桩竖向支承刚度的影响，建立了考虑桩竖向支承刚度的桩-承台共同工作分析模型。工程实践表明，这种优化设计思想可以使群桩中的每根基桩承载力得以充分发挥，达到了桩-承台共同工作的优化设计目的。     

桩土共同作用桩基的计算及应用

沿海地区桩基础设计中,通常只考虑由桩来承担上部荷载,而不考虑承台底土体的地基承载力。在复合地基理论基础上提出的一种桩基计算方法考虑了桩与土体共同作用,能充分发挥天然地基的承载力,可减少桩径和桩长,并大大减少桩数,具有良好的经济效益。     

加固土坡的抗滑桩内力计算新方法

根据土坡与桩相互作用过程中的位移特性 ,提出了一种加固土坡的抗滑桩内力计算新方法 ,该法由于不用假设作用于抗滑桩上的荷载分布形式而与传统的计算方法相区别 ,同时给出了具体分析过程 ,算例分析表明 ,该法是一种值得继续研究的方法。     

桩-土界面摩擦对静压桩挤土效应的影响分析

采用合适的土体屈服准则及有限变形理论，通过在桩-土界面设置接触以及在桩顶施加位移荷载建立了符合压桩实际的有限元模型。利用得到的有限元模型模拟了沉桩产生的挤土位移场，讨论了桩-土界面不同摩擦情况对沉桩产生位移场的影响。并对桩-土相互作用及水平向孔扩张的2种有限元模型进行了对比，结果表明，考虑桩-土相互作用及其摩擦情况是正确模拟静压桩挤土效应的关键。     

变截面柔性桩与地基相互作用的非线性分析

对桩侧土采用双曲线荷载传递函数 ,对桩端土采用线性荷载传递函数。提出了变截面柔性桩与土非线性相互作用的增量传递矩阵法。并通过切线迭代法 ,得到了桩顶荷载 沉降关系、桩身轴力随深度变化的关系。同时 ,得出了变截面桩侧摩阻力比等截面桩侧摩阻力大 ,采用变截面柔性桩能有效地提高柔性单桩及其复合地基的承载力的结论。为验证本文方法的可行性 ,笔者将模型试验结果与本文计算结果进行了对比 ,表明此方法有较好的精度     

承台(基础)-桩不同构造形式下桩土相互作用分析

在现场试验的基础上,针对桩顶与承台连接、桩顶与基础之间设置褥垫层、桩顶与基础之间设置不同刚度的垫块三种桩与承台(基础)间不同的构造方式,通过数值分析方法对其在竖向荷载作用下的工作性状进行了对比分析,通过改变垫块的刚度分析了其工作机理。     

非对称竖直群桩基础变位和内力的直接解及变位要素间相互影响分析

用弹性中心原理和逐步逼近的数学方法导出不对称竖直群桩基础变位和内力的直接解 ,解的形式利于设计工作公式化和表格化。同时 ,导出了承台变位要素间相互影响的计算公式 ,并且提出了量度桩基础不对称性的五个方法。这些结果为不对称竖直群桩基础设计计算和方案选择提供了简洁的方法。同时 ,指出施工中单桩内存在缺陷导致不对称性的危害