单桩水平静载试验在预应力管桩基础工程中的应用

通过一预应力管桩的水平荷载试验为例,计算了不同水平荷载作用下桩身最大弯矩及其出现的位置,分析水平荷载作用下桩的抗弯性能,阐明水平荷载试验在桩基工程中的应用。     

软土地基中预应力管桩水平荷载试验研究

通过试验,分析软土地基中预应力管桩在水平荷载试验。反算不同水平荷载作用下桩身最大弯矩及其出现的位置,分析水平荷载作用下桩的抗弯性能,阐明水平荷载试验在桩基工程中的应用。     

大直径钢管复合桩承载特性研究

为了研究钢管复合桩承载特性,以鱼山大桥桩基工程为背景,选取53^#桩开展自平衡试验,并将试验结果转换为传统静载试验结果,利用数值建模软件ABAQUS进行实况建模,在计算结果与实测结果吻合的基础上分析了在竖向荷载作用下钢管竖向应变沿深度的分布规律,并改变桩基钢管厚度参数,施加水平荷载,分析了钢管复合桩钢管厚度对桩基承载性能的影响。研究结果表明:自平衡转化Q-s曲线平稳无突变,单桩极限承载力为71 293.75 kN;数值模拟结果与实测值吻合,在竖向荷载作用下钢管竖向应变随深度呈“盘底”形;钢管的存在能为核心混凝土提供约束作用,并提高桩基的抗弯刚度,且钢管厚度越厚、桩基的水平极限承载力越大;钢管弯矩沿桩身先变大后变小,最大值出现在31 m附近;桩身剪力从桩顶往下缓慢减小,在钢管底部位置开始桩身剪力大幅减小,再往下传递出现负值。     

单桩水平静载试验各项测试参数分析

单桩水平静载试验主要用于确定桩基的水平承载力,其次用来了解桩基在水平荷载的作用下其内力变化和位移变形。通过实际桩基检测项目采用慢速维持荷载法结合钢筋应力测试技术对单桩水平静载试验所涉及的大部分试验参数进行测试,对桩基水平抗力、拉-压应力、弯矩、挠度及土抗力-位移变化等参数进行计算,详细地分析试验桩基在水平荷载的作用下的变化状态及结果。     

混凝土破裂对桩截面抗弯刚度的影响研究

桩截面在混凝土破裂后,截面的抗弯刚度表现为非线性,其值逐渐变小直至趋于某一稳定值。设计了一个水平荷载下桩基的现场试验,分别测试了施加的水平荷载与桩身应变值,得到其弯矩与应变的关系并推导出抗弯刚度与应变的关系。试验结果表明:截面的抗弯刚度非线性特征明显。采用自定义的混凝土应力应变关系,利用理论计算得到了抗弯刚度与应变的关系,并与试验值进行了对比。理论计算的抗弯刚度适用于在没有试验或试验未测试到的大应变阶段。     

混凝土小型空心砌块配筋砌体墙片抗弯性能的试验研究

通过6个混凝土小型空心砌块配筋砌体抗弯墙片(包括2个Z形墙片)在水平反复荷载作用下的试验,研究它在抗弯作用下的破坏特征;分析了影响配筋砌体抗弯承载力的主要因素,提出了混凝土砌块配筋砌体墙片抗弯刚度的计算方法,并将理论计算结果和试验得到的数据进行了对比。     

单桩水平承载特性研究综述

单桩水平承载作用下的工程性能是桩基工程的主要课题之一.该文回顾了单桩水平承载力特性的研究历史及现状,总结了国内外相关研究的理论方法,探讨了水平受荷桩试验研究进展,分析了当前对水平荷载下桩基受力特性,并对单桩桩基受水平荷载的研究方向进行了展望.国内外试验与研究表明,合理选取方法及参数对桩基的水平承载力进行分析计算,能够有效保障桩基工程水平承载安全性的基础上降低工程成本.     

高轴压作用下盾构隧道复杂接缝面管片接头抗弯试验

在采用盾构法应对大埋深、高水压等特殊环境时,具有凹凸榫、双侧止水构造的复杂接缝面接头大量运用,在该情况下其抗弯性能较为复杂。文章结合广深港高速铁路狮子洋隧道工程,针对高轴压作用下复杂接缝面管片接头的抗弯性能、破坏特征开展了足尺试验研究,试验结果表明,高压作用下管片接头抗弯刚度在初始段小弯矩作用下增长近似线性,后段呈明显非线性,而且轴力水平越大线性段保持越长;由于负弯曲时管片内侧接触传力区混凝土参与受压,增加了接缝面的抗弯能力,使负弯荷载下抗弯刚度比正弯荷载下抗弯刚度略大。接缝面张开情况随弯矩呈“台阶状”变化,在接缝面线性张开时轴力的增长对于接缝面张开的约束作用不明显,而非线性增长阶段轴力对与张开量的约束明显;止水材料对于接头抗弯刚度的影响很小,在进行管片接头抗弯刚度的设计与计算分析时可忽略不计;正弯荷载与负弯荷载作用时管片接头的破坏过程不同,正弯荷载作用下接头螺栓先于接头破坏,负弯荷载作用下接头破坏时螺栓未破坏。研究结果可为盾构法隧道的设计、施工和相关研究提供重要参考。     

配筋砌体抗震墙抗弯性能试验研究

制作两片带混凝土边缘构件配筋砌体抗震墙并对其进行抗弯试验,对影响试验墙片的抗弯承载力的相关因素做了初步分析,详细描述了试验的过程和现象。分析了2个带混凝土边缘构件配筋砌体抗弯墙片,在垂直荷载和水平反复荷载共同作用下,试验墙片的破坏形式、抗弯承载力、刚度以及在反复荷载作用下的滞回性能。最后通过观察实验现象及分析试验数据得出一些结论,供工程实践参考。     

玄武岩纤维布加固木梁抗弯性能的试验研究与有限元分析

玄武岩纤维布是一种性能优异的新型复合材料。通过对12根矩形截面木梁的静力试验,进行玄武岩纤维布(BFRP)加固木梁抗弯性能的试验研究,分析对比梁与加固梁的承载力、挠度等结构性能指标。试验结果表明:在木梁受拉区粘贴玄武岩纤维布是提高木梁抗弯性能的有效方法。并应用ANSYS软件对BFRP布加固木梁的抗弯性能试验的全过程进行了数值模拟,得到加固木梁在竖向荷载作用下的荷载-位移曲线,应力-应变云图等。通过数值计算结果与试验结果的对比,验证了应用ANSYS程序对FRP加固木梁进行数值模拟的可行性。     

国家体育场桩基水平承载性状的试验研究

针对国家体育场（即“鸟巢”）工程,结构体系复杂,基础桩承受的水平荷载较大的情况,介绍了在国家体育场工程正式施工前进行的水平试桩方案设计思路,并通过分析水平试桩的试验结果,对桩顶为固接和自由状态下的单桩水平承载力及桩身弯矩分布进行了对比,研究了桩土共同工作效应和群桩效应,探讨了地基土水平抗力系数的比例系数m的取值方法。试桩结果不仅为工程桩设计提供了依据,也对控制整个桩基的质量安全起到了重要作用。     

基于P～Y曲线的基桩内力与变形分析

研究在桩顶承受水平荷载、弯矩及线性或非线性弹性土体共同作用下基桩沿桩身的水平位移、转角、弯矩和剪力等。介绍以线弹性地基梁模型为理论依据的张氏法、c法、m法、k法和以非线性弹性地基梁模型为理论依据的P~Y曲线法。结合工程实例,分析了软粘土的P~Y曲线,确定各种方法地基土比例系数的取值,用有限差分法及数学迭代法求解基桩挠曲微分方程,对计算结果进行总结、分析和比较。     

不平衡土压力对整体式桥台-H型钢桩-土体系力学性能影响试验

为研究不平衡土压力对整体式桥台-H型钢桩-土体系力学性能的影响,在已开展的不平衡土压力下整体式桥台-H型钢桩-土相互作用拟静力试验研究基础上,进一步开展了更大不平衡土压力(台后土表面均布荷载增大了3.81 kPa)下整体式桥台-H型钢桩-土相互作用拟静力试验研究,对比分析了更大不平衡土压力对桩身水平变形、桩侧土压力、应变和弯矩等方面的影响。结果表明:在试验条件下,更大不平衡土压力对桩身水平变形、土抗力、应变和弯矩的分布规律无影响; 正向加载时,更大不平衡土压力使得桩身累积变形的位置更深,桩侧最大土抗力和桩身弯矩增大; 负向加载时,更大不平衡土压力也使得桩身累积变形的位置更深和弯矩增大; 正向加载时,更大不平衡土压力使得累积变形减小,负向加载时则相反; 正向加载时LAHP模型的桩侧土抗力、应变和弯矩显著大于负向加载时的,正向加载时的最大桩侧土抗力和弯矩分别为负向加载时的2.2倍和2.1倍。     

海上四桩导管架基础水平受荷离心模型试验

导管架基础广泛应用于海上风力发电和油气开发,水平向风、浪、流、地震等作用是导管架基础发生失效破坏的主要原因。通过离心模型试验针对饱和砂土地基中四桩导管架基础,研究其在沿边长方向和沿对角线方向水平静力作用下各基桩的内力分配、桩周土反力差异和变形特性。导管架基础沿对角线加载时基桩最易被拔出,其下压基桩的桩顶剪力、桩顶负弯矩和桩身最大正弯矩均较上拔基桩大,但二者的桩身水平位移相差不大。对于本文桩间距为5.8倍桩径的导管架基础,由于群桩效应及桩身上拔力降低了桩周土有效应力,沿边长加载时上拔桩在泥面下2.5倍桩径深度范围内的桩周土反力约为下压桩的60%,而沿对角线加载时上拔桩在该深度范围内的桩周土反力仅为下压桩的40%。沿对角线加载时下压桩与上拔桩在桩顶剪力、桩顶最大负弯矩、桩顶轴力及桩身最大正弯矩等参数之间的差别也明显大于沿边长加载情况。与单桩水平加载离心模型试验结果对比发现,同一深度处单桩的桩周土反力介于导管架基础上拔桩与下压桩的桩周土反力之间。     

基坑支护倾斜悬臂桩受力变形特性试验研究

为改善基坑工程中支护桩的受力特性,将传统的直立悬臂桩背向基坑倾斜一定角度,形成基坑支护倾斜悬臂桩,可以更好地承担水平荷载,减小水平位移和变形。通过模型试验的方法对基坑开挖过程中倾斜悬臂桩的桩顶水平位移、桩后土体沉降和桩身弯矩进行研究。试验共进行3种不同工况下的模拟,分析倾斜悬臂桩在不同倾角不同布桩方式下的受力特性。分析结果显示,同等条件下,倾斜悬臂桩较传统直立桩相比,可以有效减小桩底水平位移和桩后土体沉降;桩身弯矩会因基坑开挖深度的增大而增加,桩身的正弯矩峰值接近负弯矩峰值,斜桩的最大弯矩值显著小于直桩支护形式下的弯矩峰值。     

Centrifuge model tests on piled raft foundation in sand subjected to lateral and moment loads

Piled raft foundation has been widely recognized as a rational and economical foundation system with the combined effects of raft and piles. However, the behavior of laterally loaded piled raft foundation has not been well understood due to the complicated interaction of raft–ground–piles. A series of static horizontal loading tests were carried out on three types of foundation models, i.e., piled raft, pile group and raft alone models, on sand using a geotechnical centrifuge. In this paper, the influences of relatively large moment load and rotation on the overall performance of laterally loaded piled raft foundation were examined. From the centrifuge model tests, it is found that the vertical displacement due to horizontal loads is different between piled raft and pile group foundation, and this vertical displacement has significant influences on the performance of laterally loaded piled raft foundation. The horizontal resistance of the pile part in the piled raft foundation is higher than those observed in the pile group foundation due to raft base contact pressure. The vertical displacement of the foundation due to the horizontal loads affects the vertical resistances of piles, which results in the different mobilization of moment resistances between the piled raft and pile group foundations.     

水平（椭）圆形加载路径下的单桩模型试验研究

在某些实际问题中,桩基础承受的水平荷载具有多方向的特点。利用水平双向数控运动平台,进行了单向、椭圆、圆等加载路径下水平承载单桩的室内模型试验,测得了不同加载路径下的桩身弯矩的变化。通过试验结果的对比分析发现,多向加载路径下的荷载–位移关系曲线的特性与单向的具有明显的区别,前者荷载最大值先于位移最大值出现,而且最大荷载明显小于单方向的最大荷载,降低的程度随短长轴比的增大而增加。而在椭圆及圆形加载路径下,荷载增量和位移增量的方向出现非共轴的现象,不同路径下桩头荷载增量矢量的幅值和方向的变化规律与加载路径的曲率变化具有一定的相关性。     

基坑开挖卸荷引起的公路桥梁桩基变形受力响应

采用两阶段分析法分析基坑开挖卸荷作用下公路桥梁的受力变形规律,首先基于明德林解析解,利用复合辛普森公式进行数值积分求解得出基坑侧壁卸荷与坑底卸荷同时作用下土体内桩体位置处的水平附加应力; 其次采用Kerr三参数地基模型建立公路桥梁桩基的挠曲微分方程,结合水平附加应力,利用有限差分数值计算方法得到桩基挠曲微分方程的数学解析矩阵表达式。利用所得计算公式对公路桥梁桩基附近有基坑开挖的工况进行计算,并通过与数值模拟计算结果的对比验证所提计算方法的有效性; 最后针对桩基轴向荷载大小、基坑与桩基距离及基坑三维尺寸进行了影响因素分析。结果表明:桩基轴向荷载的变化对桩基水平位移及桩身弯矩影响不明显; 随着桩基与基坑距离的加大,桩基水平位移及最大弯矩逐渐减小,并且在较大距离范围内桩基水平位移及弯矩变化愈发平缓; 开挖深度对桩基水平位移及弯矩的影响远大于开挖长度和开挖宽度,基坑开挖宽度对桩基的影响最小。     

桩基水平承载力影响因素的理论与试验研究

对《建筑桩基技术规范》所提出的地基反力m法计算桩基水平承载力进行了分析,对不同桩径的PHC桩灌芯与不灌芯进行了水平静载试验的对比研究,对经过强夯处理后施工的灌注桩进行了水平静载试验研究,试验表明提高I值与m值可显著改善桩基的水平承载力。     

In-situ horizontal cyclic loading tests on composite foundation composed of soilbags and piles

The authors have been developing a new composite foundation composed of piles and soilbags. The foundation is characterized by the laying of soilbags between the pile heads and the footing on which a superstructure stands. The expected effect of the foundation is to cut off the fixed connection between the piles and the footing in order to reduce the bending moment of the piles and the response acceleration of the structure. In this study, in-situ horizontal cyclic loading tests were conducted on the proposed composite foundation with two piles to investigate the seismic response characteristics of the foundation at real scale. It was found from the tests that the horizontal force reached its peak due to the uplift of the footing during horizontal loading, and that larger hysteresis damping was obtained than that of spread foundations due to the hysteresis effect in the shear deformation of the soilbags. As for the sectional force of the piles and the vertical stress inside the soilbags, it was found that the axial force and bending moment of the piles concentrated on the pile on the front side in the loading direction, and that the vertical stresses inside the soilbags concentrated just above the pile head on the front side in the loading direction. Although residual horizontal displacement and settlement occurred due to the cyclic load, little damage to the soilbags was observed.