考虑桩身压缩的高承台超长群桩沉降计算

针对两类高承台超长群桩基础的沉降计算问题,基于苏通大桥主塔群桩基础下的地基条件,根据离心模型试验所得到的各基桩平均端阻比推导了高承台超长群桩桩身弹性压缩量的计算公式,并介绍美国路桥规范对超长桩桩身弹性压缩量的估计方法,然后再按照国内现行规范方法对压缩土层进行沉降计算,最后将总沉降理论计算值与试验值相比较。研究结果表明,考虑桩身弹性压缩量的高承台超长群桩总沉降理论值与试验值比较接近,桩身弹性压缩量占总沉降量的10.3%,可见不能忽略桩身弹性压缩量对高承台超长群桩总沉降的贡献;此外,采用美国规范对其估计的简便方法也是可行的。     

桩-承台基础-土共同作用的非线性有限元分析

利用有限元方法,对桩—承台—土共同作用进行了探讨．采用邓肯张非线性弹性模型,并在桩与土的接触面上设置了ＤａｎｃａｎＣｌｏｕｇｈ 非线性弹性界面模型来模拟两种不同介质接触面形状     

泰州大桥北塔群桩基础三维动力非线性抗震计算研究

 采用三维八节点等参单元与无限元相组合的数值方法进行土和大桥桩基的地震反应分析。基于ABAQUS软件,建立“承台–群桩–土体系统”的大型三维非线性时域地震动力反应分析的弹塑性模型与相应的计算方法。承台和桩采用混凝土损伤塑性模型,土体采用传统莫尔–库仑屈服准则的弹塑性模型。考虑承台和大直径超长钻孔灌注桩的天然自重、江床浅部松散砂性土层部分振动液化等不利因素对桩基础承载能力的影响。提出静、动力统一的黏弹性无限元边界概念,采用四CPU并行计算得到“承台–群桩–土体系统”同时承受竖向静载荷和水平动载联合作用时,群桩的动轴力、动剪力和动弯矩,桩周摩阻力和桩侧与桩周土体的接触压强等对设计和施工具有参考价值的成果,进而对大桥桩基的抗震性能有比较全面和深入的认识。     

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。     

灌注细石混凝土微型桩基础下压试验研究

通过现场真型试验,对灌注细石混凝土成桩微型桩基础抗压承载机理及其抗压承载力计算方法进行了研究。试验表明:本次试验条件下,微型桩单桩可看成纯摩擦桩进行抗压承载力计算;微型桩群桩在极限下压荷载作用下,承台底部土体承担荷载比例仅为4.8%,在进行微型桩群桩抗压极限承载力计算时可不考虑承台底土的承载作用;由于承台对下压荷载的重分配,在下压荷载作用下,角桩承力最大,边桩次之,中桩最小;本次试验条件下,微型桩抗压群桩效应系数可取0.8进行计算。     

群桩基础受力特性的模型试验研究

基于相似理论与模型试验原理,通过相似比例为λ=100的室内模型试验,分别对大直径超长群桩基础的承载-沉降关系、承台下土体附加应力的发展、不同桩位的桩顶反力以及各桩的受力特性进行了研究.结果表明:超长群桩基础的荷载-沉降曲线与该地区单桩沉降曲线相似,也呈缓变型.承台底部土的附加应力呈边缘大、中心小的马鞍型分布.不同桩位的...     

柔性承台下完全和部分埋入群桩的竖向振动及内力分析

基于简化的完全和部分埋入群桩动力计算模型,采用有限元子结构方法,提出可以考虑承台板对群桩动力阻抗贡献的计算方法,并对均质地基和层状地基中不同桩间距条件下,承台板厚度对群桩动力阻抗的影响给予分析,详细讨论承台板惯性力的变化对群桩动力特性的影响,指出刚性承台假定的局限性.然后重点研究不同承台板厚度条件下群桩内力的分布规律....     

承台底土阻力群桩效应系数有限元分析

利用三维弹塑性有限元方法，对复合桩基承台底土阻力群桩效应系数进行了分析；根据分析，编制了相应的有限元程序：应用该程序研究了承台宽与桩长之比、桩距、桩数、土类等对承台底土阻力群桩效应系数的影响。结果表明，(1)承台底土阻力及其群桩效应系数随承台宽与桩长之比、桩距增大而增大，随桩数增多而减小：(2)承台底土阻力群桩效应系数与土类有关。     

群桩—承台基础共同作用的变分分析法

本文提出了考虑刚性承台与土相互作用的群桩-承台系统变分分析方法,文中假设群桩置于各向同性弹性半空间体中,群桩的变形和所受剪应力各自用一带有系列未知数的有限级数描述,并利用Mindlin解来估计桩、承台和地基土间的相互作用,利用最小位能原理求解群桩-承台系统的内力和变形,经对比,采用本文方法计算所得结果与其它数值方法的现场实测所获得的结果吻合甚好。     

群桩工作机理的数值分析

对桩和近域土体采用有限元分析,桩土之间加设接触面单元来模拟桩土之间的相对沉降,对远域土体采用无限单元来模拟。混凝土单元和无限单元采用弹性分析,近域土体采用K~G模型及Duncan-zhang(E~μ)模型来模拟九桩低承台群桩的工作机理,并与实测值相比较、分析,证明方法是合理的。     

超长桩与土共同作用性状非线性有限元分析

目前超长桩的设计计算建立在普通桩的理论基础上,没有符合超长桩工作性状的计算模型。论文建立超长桩-土的三维非线性分析模型,通过无厚度的接触面单元模拟超长桩、土之间的非线性接触特性,采用Duncan-chang弹塑性本构模型描述土的非线性特性,同时用混凝土的非线性本构模型,编制相应的计算程序,对超长桩的桩土共同作用性状进行非线性数值计算。得到桩-土接触面上的侧阻应力分布、桩端位移以及桩周土体的塑性变形发展情况及趋势,其数值计算结果与实测结果一致。结果表明:超长桩具有桩侧阻力软化以及桩端、桩侧阻力异步发挥的特性,该点明显不同于普通桩。     

黏土中超长群桩竖向承载力模型试验研究

针对超长群桩使用较多而理论研究较少的现状,进行了大型的室内超长群桩模型试验。通过对黏性土中桩距为6d的超长钻孔灌注群桩的室内模型试验和实测数据分析,研究了超长群桩的荷载传递机理和承载力特性。得到了在竖向荷载作用下超长群桩的荷载与沉降关系曲线,桩身压缩量占桩顶沉降的百分比、桩身轴力分布曲线以及桩侧摩阻力分布曲线。研究结果表明:超长群桩属于非刚性摩擦桩,桩顶沉降主要由桩身压缩量引起;极限荷载作用下,桩端阻力接近为零,桩身中下部的侧摩阻力没有充分发挥。这些结论为超长群桩的理论研究、工程设计与施工提供有益参考。     

粘土中超长单桩的模型试验研究

超长桩的承载性能是一个非常复杂的问题,通过室内模型试验对超长单桩在竖向荷载作用下的荷载传递机理进行分析,研究了超长桩的一些承载性能问题。     

超长桩竖向承载性状研究进展综述

在国内外学者对超长桩的研究基础之上,提出对超长桩有效桩长问题的见解,并分析对此问题研究的意义以及在工程实际中的设计与利用。此外,超长桩桩侧摩阻力和桩端阻力的发挥性状在文中也分别进行了相关的分析与探讨,进而对超长桩的竖向承载性状及竖向承载力的设计计算方法给予了合理的建议。     

群桩刚性承台竖向动阻抗的简化计算

目前对群桩动阻抗研究的文献 ,始终局限在刚性承台底与土脱离的假设 ,而没有考虑实际存在的承台底与土接触的情况。文中在对群桩刚性承台动阻抗的求解过程中 ,首次考虑了承台底土与承台及群桩的动力相互作用。文中首先利用前期文献确定了单桩和单独刚性基础在均质弹性土中的竖向动阻抗 ,然后定义了桩 -土、土 -桩、土 -土动力相互作用因子的概念 ,并对诸动力相互作用因子作了理论推导及计算 ,进而建立了均匀介质中群桩竖向动力阻抗的简化计算方法。     

非均质地基中群桩竖向力学反应分析

首先基于Winkler地基模型,假设桩土不发生分离,不考虑承台以及地基土对荷载的分担作用,建立单桩竖向位移控制方程。然后采用剪切位移法确定土体竖向位移传递系数,将主动受荷桩引起的土体位移施加于群桩中的受影响桩,计算桩-桩相互影响。最后,采用有限差分法,建立非均质土体中竖向受荷群桩的计算方程,分析群桩竖向力学反应。最后对该方法与已有文献中单桩、群桩在均质、非均质地基中的算例进行对比,总体上取得了较好的一致性。     

基于BOTDR技术的超长灌注桩承载机理研究

本文结合工程实例,展开了BOTDR光纤传感技术在超长灌注桩检测中的应用研究,分析了其沉降特性和荷载传递机理。试验结果表明：超长灌注桩的荷载一沉降曲线为缓变型,没有明显的沉降拐点;桩身竖向荷载主要由桩侧摩阻力承担,桩端承担比例很小;超长桩的侧摩阻力在桩身中部发挥最佳,桩身下部发挥很小,在超长桩设计中应考虑有效桩长来确定桩的长度。     

桥梁群桩基础非线性静力计算模型及拟静力试验研究

 线弹性地基反力法(m法)仅适用于正常使用时桥梁桩基础变位较小的情况,但在强震作用下基础的变位较大。为了研究桩基础在地基土及桩身进入非线性状态下的水平承载能力及变形特性,通过群桩基础缩尺比例模型,采用拟静力试验研究桩基础的破坏机制、承载能力、变形性能以及滞回特性。提出水平荷载作用下群桩基础的非线性静力计算模型,在该模型中采用分布PMM塑性铰模拟变轴力作用下桩身的弹塑性,采用美国API规范给出的p-y曲线、t-z曲线以及q-z曲线模拟地基土的非线性(其中,p为桩侧土水平抗力,y为水平位移,t为桩周土竖向摩阻力,q为桩端土竖向抗力,z为桩土竖向相对位移)。研究结果表明：(1) 本文提出的分析模型与模型试验结果吻合较好;(2) 可采用Clough退化双线性模型模拟桩基础的滞回特性;(3) 桩身受力薄弱部位在桩顶以下0～4倍桩径范围内。研究结果可为应用能力谱法评价桩基础的抗震性能提供参考。     

大跨度桥梁桩基抗震简化模式的分析与探讨

以苏通大桥为例,通过分析比较工程上常用的6弹簧模型、等效嵌固模型和集中质量模型以及弹性嵌固模型得出各模型的优缺点,并发现弹性嵌固模型能较好地模拟桩土相互作用下桩基的地震动反应.     

压桩过程中静压桩挤土位移的动态模拟和 实测对比研究

 圆孔扩张法及应变路径法由于土体的大变形和桩土界面摩擦接触问题而难以模拟动态的压桩过程,数值模拟法能够考虑到土体的本构关系、大变形和桩土的相互作用等诸多因素的影响,因而在静压桩挤土效应方面得到了广泛的应用。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能够实现动态压桩过程的有限元模型。利用得到的有限元模型模拟了沉桩产生的水平及竖向挤土位移场,讨论了动态压桩过程对沉桩挤土位移场的影响,并和现场实测进行了对比。研究结果表明,挤土位移场动态模拟结果与实测值相一致,且能反映土性的变化情况;在动态压桩过程中,水平向的挤土位移随着压桩深度的增加而增大,竖向挤土位移随着压桩深度的增加浅层土体表现为隆起增加,而深层土体表现为下沉量增加。挤土位移的最大值与压桩深度存在滞后效应,因此在压桩过程中要给以足够的重视。