刚性桩长变化对CM复合地基工作性状影响

在CM复合地基中,刚性桩起到将荷载传递到深层较好的土层,充分调动发挥各土层的承载能力的作用。本文基于某实际工程,利用ABAQUS软件建立计算模型,对刚性桩桩长在一定范围内变化对CM复合地基整体工作性能的影响进行分析研究,得出荷载变化时刚性桩桩长变化对刚性—亚刚性桩复合地基的沉降变化影响规律,以及对500 kPa荷载作用下对桩身轴力的影响规律,对荷载变化时对刚性桩、亚刚性桩的桩顶应力的影响规律,在荷载变化和500 kPa荷载作用下对刚性桩、亚刚性桩和桩间土的荷载分担比的影响规律,以及对复合地基位移场变化的影响规律,可为相关工程设计与实践提供参考。     

刚性桩复合地基在水平荷载作用下工作性状的模型试验

刚性桩复合地基在一些地区已开始在高层建筑中应用,为了了解带褥垫层复合地基在水平荷载与竖直荷载共同作用下的工作性状,进行了一系列模型试验,并在试验的基础上分析了不同垂直荷载、不同褥垫层厚度对水平荷载作用下的桩顶、桩身及褥垫层顶部水平位移的影响,揭示了基础-褥垫层-桩在水平荷载作用下的相互作用机理。     

桩承加筋土复合地基试验及稳定研究

通过设计柔性荷载下桩承加筋土复合地基室内模型试验,研究了复合地基在极限柔性荷载作用下的相应沉降规律及桩土应力变化,并探讨分析加筋垫层对地基稳定性影响。试验结果表明:增大垫层厚度,复合地基沉降增大明显,桩身沉降增大,纯砂区沉降增大,不利于复合地基的稳定性;增加土工格栅的层数对于高厚度垫层的复合地基有明显的改善效果,复合地基的沉降减小,桩身沉降增大,纯砂区沉降减小,桩土应力比增大,有利于桩承加筋土复合地基的地基整体稳定性。     

交通荷载下素混凝土桩复合地基受力与变形特性研究

素混凝土桩复合地基受到车辆循环反复荷载作用,其工作性能受到不可忽略的影响。以交通荷载作用下滨海吹填区素混凝土桩复合地基为研究对象,以数值模拟的方法,研究交通荷载作用下素混凝土桩复合地基受力特征、变形沉降特征。结果表明：(1)最外围和中间的素混凝土桩轴力随桩身深度增加而增加,20 m深度处达到最大,随后开始降低;两者中间的桩承受交通荷载比例较大,轴力最大位置在5 m深度,各桩中部所受轴力较大;(2)水平位移随桩身深度的增大而急剧减小,各桩在5 m深度的水平位移都接近0,交通荷载对桩水平位移的影响范围在5 m深度左右;(3)交通荷载对桩竖向位移的影响集中在中间位置,越靠近内侧的桩的竖向沉降越大。     

刚性桩、柔性桩复合地基力学性状三维有限元分析

采用ANSYS软件对刚、柔性桩复合地基的力学性状做了计算分析,比较了刚、柔性桩复合地基的荷载传递形式,同时与桩基的荷载传递形式做了比较,通过计算分析了桩身模量以及下卧层模量的改变对桩身荷载分布形式的影响。分析结果表明,刚性桩复合地基与柔性桩复合地基荷载传递形式是完全不同的。     

有限元分析复合地基的水平受力机理

利用ANSYS8.0对复合地基进行了有限元仿真分析,分析了单桩复合地基在水平荷载作用下的变形性状,主要讨论了竖向载荷大小和垫层厚度不同对桩顶水平位移的影响,研究结果表明:竖向载荷越大,垫层厚度相对较大,都会减小桩顶位移,有利于桩身安全。     

基于ANSYS的CFG单桩复合地基的水平受力分析

利用ANSYS9.0对CFG复合地基进行有限元仿真分析。建立了一个桩土接触面体系的有限元模型,分析了单桩复合地基在水平荷载作用下的变形性状,主要讨论了竖向载荷大小不同对桩顶水平位移的影响;从研究中看,竖向载荷越大,会减小桩顶位移,有利于桩身安全。     

岩溶地区高层建筑刚性桩复合地基现场试验研究

某高层建筑建造于岩溶场地,采用刚性桩复合地基。在现场开展了大型坑下综合性原位试验,包括多项载荷试验、桩与土的应力测试以及沉降观测等。运用BOTDA分布式光纤技术,获得复合地基桩身应力及桩侧摩阻力连续分布曲线。基于试验数据,对复合地基的荷载传递机制、荷载分担变化与发展规律、桩与土承载力发挥状况等进行了分析,研究了土层注浆和桩底后注浆对复合地基承载力与应力分布的影响。研究表明：增强体采用非挤土置换成桩工艺,对桩间土具有加固效果;桩底后注浆对复合地基的加固效果主要体现在加载后期的较高荷载水平下;土层注浆在提高桩间土和复合地基承载力的同时,降低了桩、土相对刚度,总体上有利于发挥土的承载作用;土层注浆对桩侧正、负摩阻力发挥均具有作用,可减少荷载经桩传递产生的下卧层附加应力,有利于下伏溶洞的安全。根据研究结果,给出了采用土层注浆时复合地基承载力发挥系数的建议值。     

柔性基础下碎石桩复合地基桩土应力比及沉降计算

深入研究柔性基础下碎石桩复合地基受力变形机理,考虑到碎石桩复合地基桩体侧向鼓胀及桩体的整体性,在径向位移模式分析中引入横截面剪应力的影响,并由此建立了碎石桩鼓胀段荷载传递模式。然后,结合桩身荷载传递规律,导出了柔性基础下碎石桩鼓胀变形的控制微分方程,获得了柔性基础下碎石桩复合地基桩土应力比及沉降。最后通过实例和数值模拟分析,表明该方法具有较好的合理性与可行性,参数分析表明,增大桩土模量比和减少置换率会提高桩土应力比,荷载水平则会影响径向鼓胀变形的程度。     

双层地基中柔性桩复合地基沉降影响因素研究

通过三维有限元程序分析,对双层地基中柔性桩复合地基沉降影响因素进行了分析和研究,考虑了荷载水平、桩身模量、垫层模量、垫层厚度等因素,得到了影响复合地基沉降的一些规律,以供设计时参考。     

考虑桩阻的非线性碎石桩地基固结分析

从径向土体固结方程出发,利用e-logσ和e-logk模型,推导出瞬时加载情况下,考虑应力集中、涂抹区影响和桩阻效应的复合地基固结解,分析结果表明:随着Cc/Ck的增大,复合地基固结速率减小,且Cc/Ck对固结的影响随桩阻变化很小;应力比对复合地基固结速率的影响较小。     

复合桩基桩土非线性相互作用机理的数值分析

利用ABAQUS软件对常规桩筏基础(3d桩距)和复合桩基(6d桩距)进行了三维弹塑性分析。利用无厚度接触面单元模拟筏板-桩-土的非线性接触特性,采用Mohr Coulomb弹塑性本构模型描述土的非线性特性,桩取为弹性。得到了沉降、桩土荷载分担比、桩周土体水平位移变化情况。分析结果表明,6d桩距群桩中基桩的承载能力很快发挥到极限,后续荷载交由承台下土体承担,有更多的天然地基承载表现,6d桩距群桩的桩间土绕桩滑动的趋势较3D桩距群桩的要强。分析结果基本反映了桩-土-筏的实际工作性状,验证了复合桩基理论的正确性。     

群桩与土和承台结构非线性相互作用机理的数值分析

利用ABAQUS对常规桩筏基础(3D桩距)和复合桩基(6D桩距)进行了三维弹塑性分析。利用无厚度接触面单元模拟筏板—桩—土的非线性接触特性,采用Mohr-Coulomb弹塑性本构模型描述土的非线性特性,桩取为弹性。得到了沉降,桩土荷载分担比、桩周土体水平位移变化情况,并对二者进行了对比分析。分析结果基本反映了桩—土—筏的实际工作性状,验证了复合桩基理论的正确性。     

不同型式复合地基试验对比分析

基于相似理论,设计并完成了土工格室加筋垫层、砂井、散体材料桩、柔性桩等九组复合地基模型试验,并对其加固效果进行对比分析,分析结果表明：水平加筋垫层的设置可扩散上部荷载,提高复合地基承载力,土工格室的加强效果优于土工格栅;桩体复合地基须考虑群桩效应的影响,其承载能力明显好于加筋垫层复合地基;不同加载范围下桩和土体的承载能力发挥程度不同,单桩加载下桩体承载能力发挥较三桩、七桩加载时大,碎石桩桩顶桩土应力比>碎石桩+土工格栅>碎石桩+土工格室,而柔性桩+土工格室的桩顶桩土应力比>柔性桩+土工格栅>柔性桩;砂井和各种型式的碎石桩复合地基桩底桩土应力比在1左右,各种型式的柔性桩桩底桩土应力比较大,最大达24;软基浅部较深部孔隙水压力大、消散速度快;桩体复合地基孔隙水压力较土工格室复合地基和软土地基小,砂井和碎石桩复合地基的排水速度明显快于柔性桩复合地基。     

近距离加载对盾构隧道的影响分析

采用有限元法对浅基础与桩基础的建筑加载对近距离既有盾构隧道位移影响进行了分析，得到浅基础与桩基础上部加载对地铁隧道的影响特点，结果表明：浅基础与桩基础在加载作用下，随着加载位置与隧道的水平投影距离的增加，竖向位移减小的幅度比水平位移明显要大；桩基础上部加载对地铁隧道的影响要远小于浅基础对地铁隧道的影响。     

沉井-桩复合基础水平承载性能模型试验分析

沉井-桩复合基础在桥梁深水工程中具有独特优势,为进一步揭示该基础形式在水平荷载作用下的承载性能,在砂土中进行了各种沉井、桩的水平承载性能模型试验,并与现行规范理论计算结果进行比较。试验结果表明：沉井-桩复合基础的水平承载能力远高于单一沉井和桩基础,其水平荷载位移曲线呈现明显的非线性特征;初期主要依靠沉井侧壁被动土压力和底部的水平摩阻力来抵抗水平力,后期群桩的水平抗力才逐渐发挥,桩最终分担的荷载比例稳定在1/3左右,采用修正的等效单桩法可提供比较准确的计算结果。沉井-桩复合基础的良好水平承载性能为其在复杂环境的工程应用提供了可能。     

刚性桩复合地基与复合桩基工作性状对比试验研究

针对高层建筑筏板荷载分布特点,采用内密外疏布桩方式,通过现场缩尺(1:10)模型试验,完成了带上部结构的复合地基与复合桩基载荷试验,分析了筏板沉降、桩端平面以下地基沉降和筏板外侧地面沉降、筏板下桩土反力分布、桩身轴力和侧摩阻分布及桩土荷载分担比,研究了工作荷载下复合地基与复合桩基的工作性状。与复合桩基相比,得出复合地基总沉降大、差异沉降小、桩端平面以下沉降小、桩上段存在负摩阻、桩间土荷载分担比大、桩荷载分担比小的试验结果;复合地基可以更好地调动浅层地基土承载力,而复合桩基则能更好地调动深层地基土承载力,所得结论可为进一步理论研究及工程设计提供有益参考。