在高离心场中模拟大型桩结构的原型特性

利用大离心机进行桩结构模型试验，除离心机外，还必须具备较为复杂的试验附属设备。本文结合过去两年开展的工作，介绍了桩基的试验原理及研制的离心试验加荷装置，模型参数量测、模型桩等设备，利用该套设备已成功地进行了多次桩基原型性能试验。     

桩基侧阻力快速确定方法讨论

桩土(岩)耦合机理是一个非常复杂的力学问题。通过将桩土(岩)复合体看作由不同刚度地质材料组成的层状体,由桩土(岩)界面变形协调条件(界面分离瞬间,土(岩)、桩变形相差n倍),基于连续介质理论建立了快速确定桩基侧阻力的模型。研究结果显示:①桩基侧阻力随土(岩)、桩弹性模量比值E_s/E_p增大而提高,且E_s/E_p越大,侧阻力变化越明显;②挤土效应越明显,侧阻力降低越明显;③采用快速确定桩基侧阻力模型对工程试桩试验数据进行验证,结果表明,利用该模型对类似场地桩基的侧阻力进行预测是可行的、有效的。     

侧向受载排桩的动力试验及非线性分析

本文对动力水平荷载下排桩的工作性能和群桩效应作了研究。首先进行了室内饱和砂中的单桩和具有不同桩间距的多桩排架试验,探讨其在水平动力荷载下的工作性态,分析了桩间距及激励频率对它的影响。采用p—y曲线编制了桩基的非线性有限元程序NALLPG。据此,计算了模型桩基的动力响应,结果表明,计算与试验值符合较好。最后讨论了群桩效应对p—y曲线的影响。     

群桩基础的竖向承载能力及群桩效应的三维数值计算

用有限元方法对模型试验进行了数值计算,并在计算中利用了局部非协调网格来加密桩及桩周围土体,把所得群桩竖向极限承载力及群桩效应系数结果与《建筑桩基技术规范》中对模型试验统计结果进行了比较,验证了计算的合理性。     

低应变反射波法在水利工程桩基检测中的应用

为解决水利工程桩基桩位检查技术差异较大，影响到桩基稳定性的问题，本文基于低应变反射波法的水利工程桩基检测技术，应用低应变反射波法浮浆进行处理，保证桩基能暴露在密实混凝土表面，确定桩基缺陷的具体位置，选择对应的桩基检测传感设备，检测桩基桩位偏差度，全面控制桩基施工的稳定性。经过试验数据证明，该种检测方法检测效果较好，对水利工程桩基施工具有重要意义。     

模糊优选模型在八仙过海雕塑桩基础布置中的应用

论述八仙过海雕塑基础桩基的设计方法,并根据雕塑荷载要求及工程地质勘察成果拟定6种桩基布置方案,以桩长、桩数、群桩效应系数、桩基重要性系数、结构自重、工程直接造价为比选指标,采用层次分析法确定指标权重,利用模糊优选模型进行方案比选,确定桩基的最优布置方案。     

京沪高铁桩基沉降时间曲线反分析及预测

在京沪高铁项目中,针对深厚软土地层中的桩基工程,使用FLAC^3D建立的桩基模型进行计算。同时,利用桩基静载试验所得的沉降-时间曲线,在考虑土体存在蠕变效应时,结合位移反分析方法,对桩基土体参数和蠕变参数进行反演。在得到反演参数后,对桩基在长期荷载作用下的沉降进行预测。研究表明：①数值反演结果与实测结果比较相符;②使用反演参数对桩基长期荷载作用下的沉降进行预测,得出未注浆桩和注浆桩在长期荷载作用下的前期沉降量大,且基本达到最大沉降量,后期没有出现明显的蠕变效应。因此,建议可不需要通过注浆来对桩基的蠕变效应进行改善,且当在工期较为紧张时,可减少桩基静置时间。     

灌浆技术在风机基础加固工程中的应用

某风电场安装33台1 500 kW的风机机组,采用钻孔灌注桩基础,施工完成后静载试验发现桩基承载力均小于设计值,需进行加固处理.分析了造成桩基承载力低的可能原因和灌浆加固提高桩基承载力的原理,并进行了灌浆加固方案的设计及试验施工.现场试验表明,采用在桩中心钻灌浆孔,可以直观判断桩基的桩身质量及桩端情况,灌浆可有效提高桩基的端阻力和侧阻力,是风机基础加固行之有效的一种处理方法,可为类似工程提供参考.     

基于Mohr-Coulomb的强盐沼泽区桩基承载特性探讨

为了探究强盐沼泽区桥梁桩基的极限承载特性,采用桩基混凝土试件现场试验以及室内实验测得了桩基混凝土水养强度以及腐蚀强度,采用能谱仪(EDS)分析以及元素分析测得了桩基混凝土内部氯离子含量,采用室内电镜试验测得了桩基混凝土内部氯离子对流深度。将腐蚀性盐离子环境中的桩基混凝土试件划分为剥蚀区、腐蚀区和未蚀区,运用公式计算的方法得到现场暴露1 a桩基混凝土的腐蚀厚度与腐蚀后强度的关系。通过桩基混凝土强度与黏聚力c、内摩擦角φ之间的转换,建立了基于Mohr-Coulomb的强盐沼泽区桥梁桩基弹塑性本构模型,对强盐沼泽区桩基极限承载特性进行分析。结果表明:随着蚀径比的增大,单桩横轴向极限承载力逐渐降低,但降幅逐渐变缓;桩长增加对单桩横轴向极限承载力提升较小;随着蚀径比的增大,单桩竖向极限承载力逐渐降低,但降幅逐渐变缓;桩长不变,相同腐蚀厚度变化范围内,大直径单桩竖向极限承载力降幅大于小直径单桩竖向极限承载力降幅。     

溜桩后桩基承载力的评估

打桩过程中溜桩容易引发安全事故。溜桩的产生,往往造成打桩锤击数的预测值与实测值之间偏差较大,此时准确评价溜桩后桩基承载力就成为实际工程中非常关注的问题。以某工程实例为基础,根据现场高应变动测试验和打桩记录,研究了溜桩对桩基的影响。打桩记录显示,溜桩的产生会导致打桩总能量的降低;现场动测试验结果表明,溜桩导致打桩结束时的承载力明显减小。采用现有对打入桩进行桩基承载力评估方法得到的结果无法满足设计要求。为此,在评估打入桩最终承载力时将桩基分为溜桩段和非溜桩段,对不同区域采用不同方法进行承载力评估,所得结果满足设计要求。     

超静孔隙水压力影响的海上风机桩基承载力高应变检测方法研究

海上风机大多采用桩基,单桩承载力是评价桩基设计和施工质量的重要参数。高应变法是目前常用的单桩承载力检测方法,为获取桩基承载力最终值,通常需在沉桩后达到休止时间方可进行复打测试。受施工条件和成本的限制,海上风机桩基进行复打测试难度较大,一般条件下无法完成。本文通过计算沉桩时的超静孔隙水压力,结合沉桩时桩基承载力的高应变检测值,分析超静孔隙水压力完全消散后的桩基承载力,并通过现场试验验证了该法的合理性,且在实际工程中得到了应用,可为类似工程的桩基设计及检测提供参考。     

湿陷性黄土地区单桩竖向承载力静载荷浸水试验

以湿陷性黄土地区某风电场的风机基础为实例,介绍了试桩设计、布置以及桩基静载浸水试验过程。通过单桩静载荷浸水试验验证单桩承载力,同时该试验首次对浸水过程进行观测,试验结果为湿陷性黄土地区桩基设计中负摩阻长度的取值提供参考依据。     

考虑超静孔隙水压力影响的海上风机桩基承载力高应变检测方法研究

海上风机大多采用桩基,单桩承载力是评价桩基设计和施工质量的重要参数。高应变法是目前常用的单桩承载力检测方法,为获取桩基承载力最终值,通常需在沉桩后达到休止时间方可进行复打测试。受施工条件和成本的限制,海上风机桩基进行复打测试难度较大,一般条件下无法完成。本文通过计算沉桩时的超静孔隙水压力,结合沉桩时桩基承载力的高应变检测值,分析超静孔隙水压力完全消散后的桩基承载力,并通过现场试验验证了该法的合理性,且在实际工程中得到了应用,可为类似工程的桩基设计及检测提供参考。     

桩周土体静阻力模型研究及在打桩中的应用

基于桩侧土体和桩端土体的变形与破坏机理不同，以及土力学理论、有关室内和现场试验结果，并为简化起见，分别采用双曲线模型、理想弹塑性模型来描述桩例土体静阻力和桩端土体静阻力特性。考虑桩身自重及桩周土体阻力作用建立了一维动力打桩波动方程，采用有限差分法进行求解，编制了基于上述土体模型的打桩分析软件ADP，井用该软件对某海洋桩基平台的打桩工程进行了数值分析。结果表明，本文建立的模型更符合实际情况，有助于提高分析精度。     

模型桩实验基地建设与实践

为提高桩基检测技术人员的素质和水平,方便进行桩基检测技术培训、考核,同时为桩基检测的科研开发提供实验场所,综合考虑灌注桩桩型和缺陷类型,建设模型桩实验基地。分别采用声波透射法及低应变法对模型桩桩身完整性进行测试,所反映的缺陷位置及程度,与设计断面基本吻合,模型桩的制作是成功的。     

持力层深度对单桩受力变形的影响分析

为研究桩基持力层深度影响单桩受力变形规律,以白山管理房桩基工程为例,根据工程地质条件建立数值计算模型,基于 FLAC3D 对不同桩基持力层、不同桩顶荷载条件下桩与桩周土的竖向位移和桩身竖向应力进行计算。结果表明:持力层越深,桩顶沉降越小,在不同荷载作用下桩顶所产生的差异沉降也越小,桩身最大竖向应力值越大,故采用较深桩基持力层能更好地解决白山管理房桩基沉降和差异沉降问题。     

跨渠建筑物桩基接触缝渗漏规律研究

为研究桩基非协调变型导致的接触缝渗漏问题,将南水北调中线一期工程中跨渠建筑物桩基与渠坡非协调变形的渗流特性简化为非完整注水井,并考虑桩周裂隙的影响,利用SEEP/W软件轴对称模型进行桩土接触部位的饱和非饱和渗流计算,得到渗流量与渗流影响范围,并将计算结果同解析解进行对比分析,认为数值模型的计算结果是合理的。计算结果表明,渗漏量随着桩基深度加大呈现线性增加;桩周土体中裂隙的存在,对中等、弱透水渠段而言,使渗漏量增加10%,桩周10倍桩径范围内渗流场受到较明显影响。     

φ6M离心机试验情况简介

本文阐述了利用我院已建成的大型离心机,进行土工和结构模型试验的概况并介绍了离心机的特点、基本形式、性能指标以及所使用的试验装置和方法。通过土工和结构模型的实测数据,说明离心机运转正常,机械性能良好,能满足试验要求。     

自循环水冷却冻融离心模型试验装置研制

冻融离心模型试验装置的研发在国内尚处于起步阶段。装置根据半导体单元材料的Peltier效应(帕尔贴效应)设计了安装于双层结构冻融模型箱的热交换系统,实现了离心场下的冻融温变模拟。针对离心机设备无外接冷却水的问题,采用在离心机转臂上设置了由水箱、水泵和风冷散热器组成的自循环水冷却系统,利用离心机旋转时转臂与周围空气速度差产生的高速气流带走自循环水的热量,实现了无外接水源情况下的冻融离心试验。冻融离心试验结果表明,该试验装置满足试验需求。     

局部冲刷对部分埋入单桩水平承载性状的影响

为分析局部冲刷对部分埋入桩水平承载性状的影响,利用有限元软件ABAQUS模拟水平荷载作用下部分埋入单桩的受力。根据实际工况建立了部分埋入水平受荷桩的三维有限元计算模型,并将计算结果与现场试验结果进行对比,验证了所建模型的正确性。然后,通过算例分析了冲刷角度、深度、桩直径、桩顶约束条件和桩自由段长度对部分埋入桩水平承载性状的影响。分析结果表明:局部冲刷深度比冲刷角度对部分埋入桩的水平承载性状影响更大,局部冲刷对直径较大的桩体承载能力影响也更大,自由段长度的增大减小了桩体水平承载力,因此,在研究冲刷对桩基水平承载性状的影响时,应结合桩顶约束条件综合考虑。