桥梁桩基础计算中p-y曲线法与m法的对比研究

桥梁桩基础计算中采用的m法只适用于桩顶位移较小的情况;而在地震、波浪等动力荷载作用下,桩侧土体已进入非线性,桩顶位移较大,因而m法的适用性值得探讨.将p-y曲线法用于桥梁桩基础计算的结果,与试验结果比较证明该方法的合理性,与m法对比分析以指出m法存在的不足.     

基于p-y曲线确定饱和黏性土的地基比例系数

地基侧向抗力系数通常假定为沿深度线性增长,这种增长的斜率被称作地基比例系数m。近30 a以来,地基比例系数只能根据规范提供的经验范围查表取值,经验表格过于简单粗糙,一直未能更新,迫切需要改进。在地表处相同的桩身容许位移条件下让p-y曲线法与m法对接,建立了地基不排水抗剪强度c_u沿深度线性增长和不随深度变化2种基本模式下饱和黏性土中地基比例系数m值与c_u、桩径d等指标的相关关系,这些关系通过简单的公式与表格表达,以方便查阅。c_u沿深度梯形分布时m值可以用上述两种基本模式的叠加计算。桩身结构刚度对上述关系影响很小。根据该方法确定m值计算得到的桩顶容许水平承载力或相应的桩顶水平位移与2个工程的测试结果吻合程度较好。     

地震弱化土石混合体地基单桩p-y曲线

为研究不同强度地震作用下土石混合体地基中的桩-土相互作用力学行为,文中以白鹤滩水电站库区某高桩码头建设工程为背景,根据现场试验获得的土体参数建立了桩-土相互作用有限元模型。通过数值模拟分析,研究了土石混合体地基中桩周水平土抗力与桩身水平位移之间的关系,分析了土体等效动剪切模量对p-y曲线初始刚度和桩周极限土抗力的影响。利用Davidenkov函数,引入等效地基模量,建立了地震弱化土石混合体地基的单桩p-y曲线模型。将文中模型的计算结果与有限元数值模拟和现场试验结果进行了比较,表明模型能够有效模拟不同强度地震作用下土石混合体地基的p-y关系,从而验证了模型的合理性。     

基于p-y曲线的路堤堆载对邻近桥梁桩基影响的计算分析

对于水平受荷桩的分析,国内使用较多的是m法,但因不能考虑土的大变形和非线性特性,且相关规范或规程中给出的m值范围很大,给设计人员的取用带来很大困难。针对这一问题,本文基于p-y曲线法,就路堤堆载对邻近桥梁桩基的影响进行计算分析,其结果与二维有限元模拟结果的对比分析,表明本文提出的方法是可行的。     

基于p-y曲线法和增量法的破桩后桩身承载力验算

深基坑在施工时常采用围护桩加内支撑的支护形式,当围护桩侵入隧道限界时,需要在基坑施工完成后切除侵界的围护桩.桩的切除将导致桩身受力体系改变,原有的稳定状态被破坏,为保证施工安全需验算破桩后围护桩的桩身承载力.本文根据弹性地基梁和朗肯土压力的基本原理,依托实际工程并与数值模拟相结合,采用p-y曲线法推导了破桩后桩身位移的...     

黄河三角洲粉土中水平受力桩p-y曲线试验研究

p-y曲线法在国内外的桩基设计中广泛使用,但对于黄河三角洲新近沉积粉土的p-y曲线尚缺乏研究。通过室内模型试验,根据桩身弯矩、桩身水平位移与桩周土抗力三者之间的关系,得出黄河三角洲饱和粉土地基单桩p-y曲线,并与美国石油学会API推荐的p-y曲线以及现有的两种粉土p-y曲线进行比较。对比发现:API推荐的p-y曲线有偏大的初始土抗力及偏小的极限土抗力,而现有的两种粉土p-y曲线有偏大的极限土抗力。最后给出了在黄河三角洲粉土地区桩基设计的建议。     

基于水平受荷桩p-y曲线的桩锚支护结构位移分析

基于位移控制的深基坑支护结构设计方法已经被广泛采用,为了更准确地计算出围护桩的水平位移,本文引入水平受荷桩的p-y曲线模型,推导得出水平反力系数k_s与基坑开挖深度和围护桩水平位移的关系,结合土体与围护桩共同变形的挠曲线方程,建立差分方程,并编写Matlab计算程序,通过编程解得围护桩的水平位移。通过实例分析,将编程计算位移与有限元分析软件分析得到的位移以及实测相比较,本文方法所算得的位移更符合实际情况。     

基于p-y曲线法的承重阻滑桩内力及位移分析

承重阻滑桩在山区高速公路建设中应用广泛，具有承重与阻滑双层作用，其受力性状远比抗滑桩和平地上受荷桩复杂，此外，桩岩（土）之间的相互作用呈非线性特征，传统的有限元方法建模较为复杂且难以收敛。通过对此类基桩受力特性及荷载传递机制的深入探讨，将桩周岩（土）体视为外部荷载施加，并采用p-y曲线描述桩–岩（土）界面接触的非线性问题，建立考虑多种影响因素的微分方程并得到相应的有限差分解。实例分析表明，以该方法分析承重阻滑桩的内力及位移是可行的，其计算简捷，精度较高，便于工程实际应用。     

基于桩侧砂土圆锥型修正应变楔模型的p-y曲线

基于桩侧砂土三维圆锥型应变楔的变形特征,提出砂土中水平受荷桩的非线性p-y曲线。构建圆锥型楔形体前表面应力体系并引入土体应力-应变双曲线模型,进而考虑应变楔的水平受力平衡得到桩侧土反力的表达式。在此基础上,结合弹性地基梁有限差分数值分析,建立了水平受荷桩非线性p-y曲线的理论推导方法。将该理论用于钻孔桩和打入桩模型试验的算例分析,结果表明：相对于API规范的p-y曲线、双曲线型p-y曲线以及传统非圆锥型应变楔模型得到的p-y曲线,本文方法得到的非线性p-y曲线与模型试验结果更为接近。通过比较本文圆锥变形模式与传统非圆锥型应变楔模式的差异以及桩-土参数的影响分析,进一步论证了该方法的优点。     

水平荷载作用下群桩p-y曲线数据研究

对于海洋导管架平台之类的群桩基础,尽管上部结构对桩基础有很强的约束作用,分析表明把群桩桩头视为完全固定支承条件是不恰当的,因此将上部结构和群桩基础作为整体结构来分析才能得出与之相适应的p-y数据。为此本文采用非线性地基梁群桩模型与上部结构组成整体结构模型,分析了水平荷载作用下群桩桩头变形的情况,在此基础上提出了一种确定群桩p-y数据的迭代分析方法。由于该方法是利用群桩p-y数据、借助整体结构模型的群桩计算模型进行分析,从而使群桩p-y数据能客观反映弹性约束桩头群桩的相互作用与变形特性。     

基于CPTU测试p-y曲线法及其在桩基水平承载中的应用

 孔压静力触探(piezocone penetration test,CPTU)原位测试提供的是最直接、最原始的土性参数,可以精细化反映土层信息随深度的非线性变化。采用原位测试CPTU锥尖贯入参数对桩基水平承载力进行评价,建立锥尖参数与p-y曲线参数的综合对应关系,提出基于CPTU原位测试的单桩p-y曲线计算及水平承载力确定方法。依托典型场地(靖江长江漫滩,宿迁废黄河泛滥区,苏州昆山太湖流域)水平试桩资料,对比验证了CPTU法p-y曲线模型的准确性及其在桩基水平承载预测中的可行性。结论表明：CPTU测试p-y曲线法能准确反映水平受荷桩的土抗力发挥特点,是一种高效、快速的桩基水平承载力确定方法。     

受水平循环荷载影响的斜桩p-y曲线构建及应用

p-y曲线法是分析水平受荷桩基承载变形特性的主要方法,利用p-y曲线法的关键在于构建合理的p-y曲线。在砂土地基中开展了2组共10根水平受荷斜桩模型试验,其中2根斜桩仅分级施加了水平静力荷载,其余8根斜桩先施加了不同幅值的单向水平循环荷载,然后再分级施加水平静力荷载。试验测试了10根斜桩的砂面处桩身横向位移及桩身应变,根据桩身应变计算得到了桩身弯矩,在此基础上根据Euler-Bernoulli梁理论得到了桩侧土抗力及相应的桩身水平位移,构建了承受水平单向循环荷载后再承受水平静力荷载时斜桩的双曲线型p-y曲线,并给出了斜桩初始地基反力模量及桩侧极限土抗力的确定方法。用上述构建的双曲线型p-y曲线计算了本文模型试验及文献中模型试验斜桩的响应,发现利用所构建的p-y曲线得到的计算结果与实测结果整体上吻合较好,说明本文构建的双曲线型p-y曲线是合理可行的。最后利用p-y曲线计算了承受单向水平循环荷载后再承受水平静力荷载斜桩的桩身位移及桩身内力,计算结果表明:(1)相对于斜桩桩顶自由,桩顶固支能有效地减小斜桩的桩身横向位移、桩身弯矩及剪力;(2)在单向水平循环荷载作用下,正斜桩桩顶横向位移、 桩身最大弯矩及剪力均小于负斜桩;(3)无论是正斜桩还是负斜桩,桩顶横向位移、桩身剪力随着抗弯刚度增加而减小,而桩身最大弯矩随着抗弯刚度增加而增加。     

m法计算桩基水平位移的改进

利用已有的试桩资料和岩土工程勘察资料，采用最小二乘法对实测地基系数进行了线性拟合，得出地基比例系数的取值，采用“m”法，根据不同土层的埋深，得出桩周土层的地基系数，把得到的地基系数代入采用差分法计算的桩基刚度方程中，编程计算了水平受荷时桩顶位移，结果表明：计算结果和试桩实测结果较接近。     

水平及扭转荷载作用下群桩基础受力分析方法

江河与海上的大型结构在船舶撞击、风浪等作用下,其桩基础往往会受到水平及扭转荷载共同作用,极易造成基础倾斜倒塌。针对水平和扭转共同受荷下群桩基础,建立了由刚性承台-弹性梁-土非线性弹簧组成的群桩计算模型。通过水平p-y曲线法、竖向荷载传递法、扭转τ-θ曲线法,计算单桩非线性刚度;群桩各基桩间相互作用和基桩各自由度耦合,通过考虑p乘子和运用考虑推力弯矩影响的基桩受扭计算模型体现。结合牛顿迭代法,对计算模型进行求解,并与大尺寸物理模型试验结果进行了对比。通过参数分析表明在水平和扭转荷载共同作用下,群桩中各基桩桩头剪力分配不均性十分显著;并获得不同承台高度时群桩中基桩轴力变化规律,为复杂荷载下群桩设计提供依据。     

基于CPTU评价桩基水平承载特性研究综述

根据基于孔压静力触探(CPTU)测试技术评价桩基水平承载特性的相关文献,对目前CPTU测试技术评价桩基水平承载特性的方法进行了综述,对比了CPTU测试技术以及另外几种原位测试技术——旁压仪测试(PMT)、扁铲侧胀仪测试(DMT)、标准贯入仪测试(SPT)分析水平受荷桩承载力和变形的原理以及预测结果。通过分析不同方法的评价结果,归纳了几种技术各自的优势和不足。分析结果表明:与其它三种技术相比,CPTU能够获得连续的数据,采集数据量大,测试精度高,既可以与桩基水平承载力直接建立关系,又能通过估算土体参数设计p-y曲线,在评价桩基水平承载特性方面具有广阔的应用前景。侧壁摩阻力和孔隙水压力对锥尖阻力与桩侧土抗力关系的影响有待进一步研究。     

桩-液化土相互作用p-y曲线修正计算方法研究

利用大型振动台桩–土–承台试验,以API规范为基础,提出可液化土层中桩基动力p–y曲线双参数修正方法及修正计算公式,解决目前API规范折减系数法计算可液化土层中桩基动力p–y曲线不符合实际、工程设计上难以接受的问题。采用4种不同密度可液化砂土层等幅波振动台试验,以砂土密度作为主要控制因素,对API规范计算公式中土体初始模量和极限土阻力这两个参数进行修正,提出修正系数。采用地震波输入大型振动台桩–液化土–承台相互作用试验进行验证,结果表明所提修正公式与试验结果较为符合。修正公式保留了API规范的基本模式,修正系数表达简单明了,物理含义明确,具备工程应用前景。     

基于静力触探试验的基坑开挖卸荷单桩水平承载力损失预测研究

选取典型成层地基场地并设计试坑开挖卸荷试验,开展了基于静力触探(CPT)测试的基坑开挖卸荷单桩水平承载力损失程度预测研究。通过在试坑开挖卸荷前后进行CPT原位测试,得到了试坑开挖卸荷前后的CPT贯入锥尖参数变化规律。进而基于CPT测试p–y模型研究了基坑开挖卸荷前后邻近既有单桩的水平承载力损失及桩身弯矩分布特征。分别考察了基坑开挖卸荷后邻近桩基试桩加载模式下的残余水平承载力和桩顶加载联合土体位移共同作用下的卸荷桩基水平承载特性。研究表明,依据真实卸荷土体CPT参数更能准确预测桩基水平承载力损失程度及损失特征,卸荷桩设计阶段须同时考虑卸荷桩较自由场地桩基的水平承载力损失及土体运动位移对桩基水平承载的影响。以上研究为合理确定基坑开挖引起的既有桩基水平承载力损失提供了一种技术思路,同时对卸荷桩水平承载性能评价具有参考意义。     

双曲线配合法在某软基段沉降预测中的应用

根据武英高速公路某软土路基实验段的实测沉降资料,应用双曲线配合法推测了该路基段的最终沉降量,并与现场实测的沉降数据进行了比较,结果表明,应用双曲线配合法预测软土路基堆载预压的沉降值虽然较实际值稍微偏大,但该方法预测误差较小,精度较高,适用于本工程。