套管护壁成孔灌注桩施工中桩位偏移的原因及其防治措施

对某住宅小区套管护壁成孔灌注桩施工中桩位偏移的原因进行了分析，并成功地对一桩位偏移较大的工程实施了补救，结果表明，此补救方法符合《规范》要求。     

考虑土塞效应时开口管桩的挤土效应分析

为了研究开口管桩贯入过程中土塞效应和挤土效应的相互作用问题,基于弹塑性力学基本原理,考虑开口管桩土塞的增长特征,得出了柱形孔扩张过程中桩周土体的应力场及位移场解析表达式.以土塞增长率(IFR)在开口管桩贯入过程中的变化为依据,提出了土塞增长的理想化模型,推导了土塞模型的解析表达式,分析了考虑土塞效应时开口管桩挤土效应的特征.利用模型试验获得桩周土体的径向位移,并与理论计算结果进行对比.结果表明,位移的计算值与实测值具有相同的变化趋势.     

管桩土塞效应模型试验研究

土塞效应会对管桩的贯入阻力和承载力特性产生明显影响,这是开口管桩重要的特征之一.通过开展粉质黏土和砂土的开口管桩室内模型试验,模拟开口管桩的压桩过程,分析不同因素对管桩土塞效应的影响.试验结果表明:土体的性质对模型桩内的土塞效应有重要影响,相同加载条件下模型桩内砂土的土塞高度均大于黏土的土塞高度;管桩土塞最大高度随桩径的增大而减小;模型桩的取芯高度与模型管的压入速率关系密切,随着压桩速率的增大,土塞高度也显著增大.     

软土地层中压入式沉井下沉的土塞效应及其影响

针对软土地层中压入式沉井的下沉稳定性控制问题,基于土塞形成机理推导出土塞高度的计算表达式,采用耦合欧拉-拉格朗日法（CEL）模拟沉井的动态压入过程,分析下沉中的土塞演化过程及土体应力、应变场,探讨土塞效应对沉井侧摩阻力和刃脚阻力的影响. 结果表明：在软土地层中,土塞高度的计算表达式能够较准确地得到下沉时的井内土塞高度;沉井压入下沉时土塞效应逐渐增大,在下沉深度约为25 m时变化趋势放缓,土塞率(PLR)约为0.56,土塞增量填充率(IFR)约为0.41,土塞为不完全闭塞;土塞效应引起的井内土体水平和竖向应力激增及土体等效塑性应变主要集中于有效土塞高度范围内;土塞效应会使沉井侧摩阻力尤其是内壁侧摩阻力显著增大;土塞效应会使沉井刃脚阻力增大,尤其在软弱地层中最明显.     

带桩靴的管桩钢模贯入挤土效应

针对管桩钢模在贯入过程中出现的挤土效应迫使桩周土体发生变形,对施工产生不利影响的问题,基于RITSS大变形有限元方法建立管桩桩模贯入软土地基的数值模型,将仿真结果与现场实测数据作对比,验证有限元模型的准确性.随后开展参数分析,研究沉桩过程中管桩桩端的几何形状、土体强度因素对于桩周土体流动特性的影响.结果表明,以相对贯入...     

昆明滇池特殊土质下高频振动沉桩对周边土体的影响

为研究高频振动沉桩水平动力响应规律,依托昆明滇池国际会展中心4号地块深基坑钢管支护桩振动沉桩工程实例,通过现场勘测、室内土工试验,基于Midas GTS NX有限元软件建立相应的三维动力沉桩模型,通过对比分析周边土体纵横空间不同点位水平动力响应,对高频振动桩在10 s激振力作用下其周边土地位移场、速度场和加速度场的影响...     

球型静力触探仪贯入双层土的困土效应

为研究各种几何类型的球型静力触探仪在双层黏土地基中的贯入特性,采用改进的RITSS(remeshing and interpolation technique with small strain)大变形有限元方法对贯入过程进行数值模拟,研究土体流动特性和贯入阻力变化规律。利用理论解和试验结果验证模型的有效性,通过参数分析探讨上层土厚度、土体强度、球土间摩擦因数和杆轴投影面与球截面面积比等因素对贯入特性的影响。结果表明,球型静力触探仪贯入上硬下软双层黏土地基时存在困土现象(即上层硬土陷于探头底端并被带入下层土)。困土尺寸是影响其困土效应的关键因素。研究发现,困土尺寸随下层土与上层土不排水抗剪强度比的减小而增大,随球土间摩擦因数的增大而增大,杆轴面积比对贯入特性有一定的影响,但是相对摩擦因数和土体强度比影响较小,与上层土厚度和下层土不排水抗剪强度无关。困土厚度变化为0～0.20D、困土宽度变化为0～0.50D。困土效应增大下层软土贯入阻力,导致不排水抗剪强度计算值偏大。基于影响因素量化分析,提出考虑土体强度特性、杆轴比和摩擦因数因素的困土效应修正公式,得到更为准确的下层软土不排水抗剪强度值。     

基于有限元分析的水平井套管柱下入过程模拟

在水平井下套管作业中,摩擦阻力是导致套管无法顺利下入井底的重要因素,产生摩擦阻力的最重要原因是套管与井壁的相互接触,为了保证水平井施工中套管能够顺利下入井底,对套管下入过程中有关力学问题进行建模,定量分析摩擦阻力以及套管在下入井底以后的强度问题。该套管模型及其采用的有限元模拟技术,经南堡3-X井下套管作业实践验证,对套管优化设计及其下入安全性有重要的工程意义。     

高频振动时效的机理与实验研究

针对目前振动时效的研究仅局限于低频激振的现状,研究了高频激振条件下材料内部残余应力的变化规律.采用微观动力学理论,将构件内部材料颗粒间的关系视为多自由度有阻尼振动系统,分析了构件在发生高频共振时残余应力消除的过程;通过低阶模态振型和高阶模态振型的对比分析,研究了高频振动时效在应力均化方面的作用.通过实验验证高频振动时效的可行性,并对比了不同频率激振条件下残余应力的消除和均化结果.结果表明,高频振动时效在消除残余应力及振后构件整体应力均化方面具有较好的效果.     

高频振动打桩对邻近基桩影响分析

为解决在城市里桩基施工引起的环境问题,国外开发并推广应用了高频液压振动锤技术。通过有限元软件Abaqus对高频振动打桩对邻近桩基影响进行模拟。模拟中桩轴线处建立半径为1mm的管,管土接触设为光滑,打桩时土管分离,桩随着管向下贯入,形成打入桩和周围土体之间的接触关系。打入桩和圆管采用刚体模拟,土体单元则采用摩尔库伦本构模型,建立高频打桩的三维模型,很好的实现高频液压振动沉桩整个过程的数值分析。贯入模拟过程表明打入桩桩尖深度处有应力集中现象;离打入桩越远,受到的影响越小。且分析表明高频振动打桩对邻近桩基的影响很小。     

桩承式路堤土拱效应三维分析

通过模型试验和有限元分析,研究桩承式路堤中填土的破坏模式。结果表明,对于填土高度与桩净间距之比H/（s-a）≤1的低路堤,填土中的破坏面为通过桩边缘的竖直面;而对于H/（s-a）≥1.5的高路堤,破坏面为位于桩顶以上的泡状曲面,可假设为对数螺旋曲面。基于模型试验和有限元分析得到的破坏模式,建立了土拱效应的三维简化分析方法,并与有限元和文献收集得到的试验数据进行了比较。结果表明,由于采用了合适的破坏面假设,该简化方法的计算结果可靠合理。     

强流脉冲碳离子束辐照铬镍钢表面热效应的模拟分析

为了揭示强流脉冲离子束辐照材料表面的热效应,用有限元方法建立了强流脉冲离子束辐照金属表面的传热模型,以铬镍钢(17-19Cr/9-13N i)为靶材,对不同载荷和边界条件下的热效应进行模拟,分析了靶材在不同条件下加热和冷却的效应,给出了铬镍钢在辐照后内部温度分布、状态变化以及温度变化速率.     

大型工程高边坡群锚效应的数值研究

开发既能较准确地模拟锚索的力学特性,又能用于大型3维计算的锚索单元,对比分析铺设锚索与否对边坡稳定性的影响。根据某水电站坝址地质图建立边坡3维地质模型,并参照锚索的分布在该模型上用缆索元模拟锚索群,每根锚索的锚固段与周围岩体都处理为耦合,按照实际情况给锚索施加预应力,考虑有/无锚索的2个模型,以施工进程的方式进行有限元分析。结果表明:锚固模型的位移值和多点位移计实测值的趋势和峰值都较为吻合;该边坡在锚固后,绝大部分位置的位移值均有减小,特别是1 730坝基平台处的位移值下降到未进行锚固时的1/3。该锚索单元能有效地模拟锚索群,且具备较高的精度;锚固后边坡的整体稳定性有较大提升。     

黄土地区桩土作用群桩效应数值模拟分析

根据西安地区原型摩擦桩基的地层特点和土性条件,运用有限元基础理论,依据相应的边界条件与假设条件建立单桩、两桩、四桩的数学模型,得出单桩、桩群的沉降与土的共同作用的影响因素,对黄土地区单桩桩土相互作用和群桩效应的机理进行了研究.     

Time-dependent lateral response of pile embedded in elasto-plastic soil

A two-dimensional (2D) finite element analysis was carried out to assess the time-dependent behavior of single vertical pile embedded in elasto-plastic soil. The finite element analyses were carried out using the linear elastic model for the structure of the pile, while the Mohr-Coulomb model was used for representing the soil behavior surrounding the pile. The study includes cohesionless and cohesive soil to assess the lateral response of pile in the two types of soil. The whole geotechnical model is suitable for problem of piles to determine the design quantities such as lateral deformation, lateral soil stress and its variation with time. The model is verified based on the results of published cases and there is good comparison between the results of published case and the present simulation model. It is found that, the pile in cohesionless soil has more resistance in the rapid loading and less one in the long term loading. On the other hand, the pile in cohesive soil shows opposite behavior.     

温度场中冻土接触的蠕变边界单元模型

讨论了接触问题的发展状况.基于临界边界单元法,研究温度场中具有蠕变效应的冻土接触载荷传递问题.分析表明,冻土接触体的能量耗散含在滑动域内切向位移中并进行传递,接触位移区域状态通过热荷载历程进行控制.建立了用于冻土热蠕变分析的增量关系及边界单元法格式.并给出了接触位移和接触力的基本分析结果,并对此进行了讨论.