南宁泥岩扩底桩承载性能研究

广西地区广泛分布的第三系泥岩是典型的软岩,一般作为建筑物桩基的持力层。为充分利用该层的承载力,往往在该地质层进行桩端扩大。南宁市地王商会中心的楼层高、荷载大,其基础采用了软岩扩底桩。其桩基试验采用自平衡试桩法,通过试验获得了工程设计所需的重要参数,并进一步认识到浸水对软岩扩底桩的承载性能有较大的削弱,施工中应对此采取有效措施。     

桩底后压浆桩荷载传递机理有限元数值模拟

通过弹塑性有限元分析了桩底压浆桩的荷载传递特性 ,其荷载传递规律与桩的长径比、桩端土与桩侧土的压缩模量之比及压浆固结体的力学和几何参数有关 ,并得到了压浆固结体较合理的几何参数 ,和普通桩相比 ,压浆桩桩底土的竖向应力收敛快 ,影响范围较小的特点。上述结论对工程实践具有重要的指导作用 ,为桩底后压浆桩的工程应用提供了理论根据     

等截面抗拔桩承载机理的有限元分析

通过对黏性土和砂土中的等截面抗拔桩的模拟计算,研究抗拔桩的承载力、变形以及侧阻力发挥机理;并进行对比分析。抗拔桩在上拔力作用下,上拔荷载-位移曲线具有初始段为直线段,中间为过渡段,终段为陡降特征。桩身摩阻力由上部逐渐向下部扩展,摩阻力存在"滞后"效应和"软化"效应;存在"越拔越松"的现象。与实测资料进行对比,有限元计算结果与实测值比较吻合。     

刚性桩复合地基支承路堤稳定破坏机理的离心模型试验

对上软下硬成层土地基中刚性桩复合地基支承路堤,进行了单排桩和群桩条件下路堤稳定破坏机理的离心模型试验,研究了不同桩体抗弯刚度和强度,不同桩体加固位置,不同桩间距和桩端嵌入硬土层深度条件下桩体的受力与变形性状,破坏模式以及路堤的失稳破坏机理.离心机试验结果表明,不论是在单排桩还是群桩条件下,桩身最大弯矩作用点均产生于软硬土层交界面附近;在群桩条件下,桩体越靠近路堤中心桩身弯矩越小;当桩身抗弯刚度与强度较高,桩距较大且桩下端嵌入较硬土层足够深度时,可产生桩间土体沿桩的绕流甚至因产生绕流而导致路堤失稳破坏;当桩身抗弯刚度与强度较低时,在单排桩条件下,桩体会首先在软硬土层交界面处发生弯曲破坏,并可在路堤失稳前在桩身上部发生第二次弯曲破坏,而在群桩条件下,坡脚附近部分桩体首先在软硬土层交界面附近发生弯曲破坏,并可能伴随桩体受拉破坏而使桩断为上下两段,最后由于部分桩体发生整体倾覆破坏或者再次发生弯曲破坏而导致路堤发生失稳破坏;针对路堤具体的破坏情况有针对性地增大桩身抗弯强度,减小桩间距或增加桩端嵌入硬土层深度均可提高路堤的稳定性.     

KK型搭接方管节点极限承载力的非线性有限元分析

采用有限元分析软件ANSYS对KK型搭接方管节点进行了弹塑性大挠度分析,研究了方管节点的极限承载力和塑性区扩展过程,揭示了节点的破坏机理和破坏模式,获得了节点的极限承载力和极限承载力随着节点几何参数的变化规律。2种荷载工况下节点性能的对比分析结果表明,绝大多数节点的极限承载力和几何参数对节点极限承载力的影响规律基本相同。通过多元线性回归,得出了体现主要几何参数影响的节点极限承载力计算公式,将回归公式与有限元计算结果进行了对比分析,验证了公式具有较好的精度,可供工程设计参考应用。     

既有桩基对盾构施工参数的影响研究

盾构隧道施工邻近桥梁桩基已成为目前研究的热点问题。针对盾构施工参数取值在工程中的应用价值,利用三维弹塑性有限元分析了桩基引起地层的竖向附加应力,反推出了Geedes式中的桩端阻力、桩侧阻力分担桩顶荷载的比例系数与桩长的数学表达式,并将Geedes竖向附加应力影响范围与Randolph提出的影响半径对比分析后,给出了桩基影响区域和非影响区域的界定半径;基于支护压力、注浆压力的理论取值范围及单位长度上土体损失量等于沉降槽面积的条件,利用三维弹塑性有限元进行计算分析,给出了支护压力、注浆压力在桩基非影响区域内的建议取值和土体损失的计算表达式;基于桩基非影响区域内盾构施工参数的建议取值及桩基对地层产生的附加应力,给出了桩基影响区域内盾构施工参数建议取值的数学表达式。研究结果表明:工作面的土压力阻力选取工作面静止土压力合力,注浆压力选取1.1倍的隧道埋深处水土压力时,对地层的扰动较小。     

深厚软土中大直径灌注扩底桩受力性状试验研究

通过对深厚软土地基中大直径深长灌注桩及扩底桩的桩孔孔径的实测及静载荷试验下桩身埋设钢筋计的测量,得到了桩身轴力实测资料和静载荷试验数据。基于以上实测资料研究了软土中持力层为粉质黏土、粉砂的大直径深长灌注桩及扩底桩的承载特性和荷载传递机理,重点分析了大直径深长灌注扩底桩与普通灌注桩承载特性及荷载传递的不同点,并得到了扩底桩桩端阻力、桩侧摩阻力发挥规律。研究表明,深厚软土地区大直径深长钻孔灌注扩底桩的侧阻先于端阻发挥,同时其荷载传递与一般的灌注桩不同,扩底桩的桩端扩大部分对承载能力影响较大,不仅影响到桩端阻力的发挥,还影响到桩侧阻力的发挥。这都为今后大直径灌注扩底桩的理论研究和设计应用提供了重要的参考作用。     

嵌岩方桩竖向承载性状的有限元分析

在有限元分析的基础上,采用三维Mohr-Coulomb非线性弹塑性模型对嵌岩方桩垂直荷载作用下的承载性状做了较全面的探讨。计算结果表明,随着嵌岩深度的增加,嵌岩方桩的极限承载力也逐渐增加,当嵌岩深度超过h/B=3.0后,方桩的承载力变化不大。随着嵌岩桩岩石弹性模量和内摩擦角的增大,嵌岩方桩的极限承载力也随之增加。文中结论可为方形桩基工程的科研、设计和施工提供参考。     

嵌岩桩承载性状的有限元分析

在有限元分析的基础上 ,采用Duncan非线性弹性E -B模型对嵌岩桩垂直荷载作用下的承载性状作了较为全面的探讨。指出嵌岩桩确实存在着深度效应 ,当嵌岩达到一定深度后 ,继续增加嵌岩深度 ,对桩的承载能力的提高已不明显 ,甚至无助于承载能力的提高。并得出了嵌岩桩垂直承载力与基岩强度成指数关系的结论 ,强调桩底沉渣不仅增加嵌岩桩的平均侧阻力和桩身沉降 ,而且将显著提高桩侧岩层的局部应力。文中结论可为桩基工程的科研、设计和施工提供参考     

Centrifuge model test on dynamic behavior of group-pile foundation With inclined piles and its numerical simulation

In this paper, dynamic behavior of a grouppile foundation with inclined piles in loose sand has been investigated with centrifuge model tests. The test results are also simulated with elastoplastic dynamic finite element method, in which, not only sectional force of piles, stress of ground, but also deformation of piles are calculated using a three-dimensional elastoplastic dynamic finite element analysis (Code name: DGPILE-3D). The numerical analyses are conducted with a full system in which a superstructure, a pile foundation and surrounding ground are considered together so that interaction between pile foundation and soils can be properly simulated because the nonlinearities of both the pile and the ground are described with suitable constitutive models. Different types of piles, vertical pile or inclined pile, are considered in order to verify the different characteristics of a group pile foundation with inclined piles. The validity of the calculation is verified by the model tests.     

竖向浅埋锚锭板的侧向极限拉拔荷载

锚锭板是一种承受土体被动抗力的结构单元,常用于支挡结构、板桩锚固和管线转弯处的设计和施工。本文采用一种描述锚锭板极限拉拔荷载的统一表达式,根据砂土中锚锭板试验结果的统计分析、粘土中锚锭板有限单元上下限解结果和试验资料的整理,给出了锚锭板极限拉拔荷载统一表达式中相应参数的取值范围。该统一表达式可直接应用于锚锭板极限拉拔荷载的估算,也可进一步应用于其它地埋结构(如侧向受荷桩)的弹塑性分析。     

静压桩残余应力数值模拟及其对桩承载性状影响分析

利用有限元方法建立了符合静压桩实际的有限元模型。该模型采用有限变形理论和自适应网格技术,并通过桩土界面的接触和施加位移荷载来实现压桩过程。运用计算得到的静压桩残余应力分析了其对桩承载性状的影响。结果表明,忽略残余应力的影响会导致量测的桩身极限承载力偏高,而桩端极限承载力偏低。     

大直径嵌岩灌注桩长径比问题的计算和分析

利用ANSYS软件,结合工程实例对桩基进行模拟分析。对不同长度的大直径嵌岩灌注桩分别进行了有限元建模和计算分析,通过计算得出了桩土位移云图、荷载-沉降关系曲线,建议长径比在3~6范围内的墩基础套用桩的计算方法,对嵌岩段总阻力进行0.7~0.9的折减。     

先张法预应力钢绞线高强混凝土大直径管桩受弯性能研究

为研究大直径钢绞线管桩的受弯性能,对3根不同直径钢绞线桩进行足尺试验、理论分析和有限元模拟,对比研究了大直径钢绞线桩的开裂弯矩、裂缝开展及分布、受弯承载力、变形延性和破坏特征等。结果表明：大直径钢绞线桩受弯破坏时受压区高强混凝土压溃,截面中心轴以下钢绞线都达到屈服强度,具有较高的受弯承载力和良好的变形延性;理论分析方法能够较好地预测大直径钢绞线桩的受弯承载力;建立的有限元模型可以合理地模拟大直径钢绞线桩的受弯性能,模型计算结果与试验结果吻合较好。     

Investigation on flexural behavior of pretensioned prestressed steel strand high strength concrete large-diameter pipe piles

为研究大直径钢绞线管桩的受弯性能，对3根不同直径钢绞线桩进行足尺试验、理论分析和有限元模拟，对比研究了大直径钢绞线桩的开裂弯矩、裂缝开展及分布、受弯承载力、变形延性和破坏特征等。结果表明：大直径钢绞线桩受弯破坏时受压区高强混凝土压溃，截面中心轴以下钢绞线都达到屈服强度，具有较高的受弯承载力和良好的变形延性；理论分析方法能够较好地预测大直径钢绞线桩的受弯承载力；建立的有限元模型可以合理地模拟大直径钢绞线桩的受弯性能，模型计算结果与试验结果吻合较好。     

Centrifuge model test on dynamic behavior of group-pile foundation with inclined piles and its numerical simulation

In this paper, dynamic behavior of a group-pile foundation with inclined piles in loose sand has been investigated with centrifuge model tests. The test results are also simulated with elastoplastic dynamic finite element method, in which, not only sectional force of piles, stress of ground, but also deformation of piles are calculated using a three-dimensional elastoplastic dynamic finite element analysis (Code name: DGPILE-3D). The numerical analyses are conducted with a full system in which a superstructure, a pile foundation and surrounding ground are considered together so that interaction between pile foundation and soils can be properly simulated because the nonlinearities of both the pile and the ground are described with suitable constitutive models. Different types of piles, vertical pile or inclined pile, are considered in order to verify the different characteristics of a group pile foundation with inclined piles. The validity of the calculation is verified by the model tests.     

高层建筑钻孔桩基长期沉降特性分析

结合上海地区26栋高层建筑钻孔桩基长期沉降观测资料,分析桩端持力层的种类、桩端压缩层中砂土比、桩周土层特性等因素对钻孔桩基长期沉降特性的影响,结果表明,桩基持力层的选择和压缩层内的砂土比对桩基沉降有较大影响,钻孔桩沉降受桩周土的影响明显小于打入桩基础。     

PHC管桩荷载传递的试验研究

通过在预应力高强混凝土管桩(PHC桩)的桩顶、桩端及桩周各主要土层的分界面埋设钢筋计的精细静荷载试验,研究了高强预应力混凝土管桩的荷载传递机理,分析了侧阻力、端阻力的变化规律,实测了压桩力与入土深度的相互关系。     

桩体刚度对复合地基支承路堤失稳破坏模式的影响研究

在已有研究基础上,对理想塑性、脆性拉裂两种破坏后性状对应桩体的抗弯、抗剪承载力的进行了分析比较,脆性拉裂破坏后性状可以更好地反映桩体弯曲破坏后抗弯及抗剪承载力的降低。对于复合地基支承路堤的有限差分数值模拟表明,路堤荷载、桩体材料弹性模量不同时桩体受力以及路堤失稳时桩体的破坏模式并不相同,当桩体弹性模量、路堤荷载较大时,桩体发生受拉弯曲破坏,需考虑桩体的脆性拉裂破坏后性状以描述桩体抗弯、抗剪承载力的降低以及不同位置桩的连续破坏。     

砾卵石层中桩底灌浆钻孔灌注桩承载性质研究*

  从泥浆护壁钻孔灌注桩施工及承载过程中存在的问题出发。依据现场试验结果，探讨了桩底持力层为砾卵石层时桩底灌浆钻孔灌注桩的承载特性。指出桩底持力层为砾卵石层中长径比为54.1～57.1的中长桩时，桩底灌浆钻孔灌注桩的桩侧阻较常规桩提高2倍，桩的沉降量大幅度减小，桩端阻存在滞后反应。此外桩底灌浆钻孔灌注桩在承载过程中主要以弹性变形为主，残余变形很小。所得结论来源于现场试验结果，对工程实践能够起到指导的作用。