黄河下游预应力管桩丁坝结构优化设计研究

在分析传统堆石丁坝特点的基础上,提出了新型预应力管桩丁坝.以花园口为例,结合正交试验原理对丁坝结构进行设计,采用FLAC3D有限差分程序对其进行数值模拟,分析预应力管桩丁坝结构参数变化对丁坝整体位移的影响规律.数值计算结果表明,对丁坝水平位移的贡献主次顺序为:冲刷深度>桩长>流速>桩间距>桩径>联系梁尺寸;在洪水流量为4 000m3,水流速度为3m/s,冲刷深度为16m的工况下,桩长为25m,桩间距为0.6m,桩径为600mm,联系梁尺寸为0.6m×0.6m的丁坝结构方案最优,强度折减法计算丁坝安全系数为1.32.     

深基坑支护方案比选的效率系数数值模拟与评判

为给深基坑工程设计方案的选择提供便于应用的判别方法,以某紧邻地铁车站深基坑工程为实例,运用大型通用有限元软件ABAQUS建立了三维数值分析模型,对不同支护方案下基坑施工的实际过程进行了数值模拟,提出了以桩长效率系数与桩径效率系数作为评判支护方案的支护效果及经济性的标准.数值模拟结果表明:当桩长效率系数与桩径效率系数增大时,支护结构侧向位移逐渐减弱,支护作用逐渐增强,但二者并非越大越好,在桩长效率系数与桩径效率系数达到最大值前,支护作用均随二者的增加而显著增强,当二者达到最大值后,支护作用的增强效果不再显著,经济性逐渐减弱,而二者达到最大值时对应的桩长和桩径即为最优值.     

基坑二次开挖的排桩支挡结构承载特性分析

通过基坑二次开挖的排桩支挡结构模型试验,以新增支护桩桩间距为主要参数,研究其对组合支挡结构承载特性的影响.试验结果表明:随着开挖深度的增加,既有支护桩桩顶位移比新增支护桩桩顶位移变化更明显;随着新增支护桩桩间距的增加,既有支护桩的最大弯矩值增大,而维持稳定的极限开挖深度减小;由于土拱效应的影响,新增支护桩的桩间距过大会...     

PHC管桩极限承载力影响因素敏感性分析

利用GA—BP神经网络,结合正交试验设计方法,对以淤泥层和残积粘性土层为主的福建某地区桩侧土层,承载性状为端承摩擦型的PHC管桩实际工程,进行PHC管桩单桩承载力影响因素的敏感性分析。结果表明,影响单桩竖向极限承载力因素的敏感性排序为桩径、桩侧摩阻力加权平均值、休止期、桩长、入土深度、渗透系数和终止压桩力;桩径和桩侧摩阻力值对单桩竖向极限承载力的贡献最大,其次是休止期,影响也很显著,因此工程上不宜盲目提前试桩时间,否则将影响试桩结果。     

微型桩与部分预应力复合土钉变形因素分析

微型桩和部分预应力复合土钉支护是近年来出现的一种新型基坑围护结构,已得到广泛应用。本文运用显式差分有限差分软件FLAC-3D分析了土钉长度、土钉倾角、微型桩间距、微型桩嵌固深度及土钉预应力支护参数对复合土钉支护变形的影响,并用正交试验方法分析了各影响因素对变形的敏感度。结果表明:适当增加土钉长度、控制微型桩间距、增大微型桩的嵌固深度能控制支护结构变形,增加土钉预应力对减小支护变形效果明显,同时土钉预应力大小对支护变形的影响最大,而土钉倾角的影响最小。     

基坑的双排桩支护设计及变形规律

以济南市槐荫区某基坑工程进行双排桩支护设计为例,分别采用有限差分数值软件中弹塑性实体单元和线性桩单元模拟开挖-支护-施工全过程,且考虑桩土相互作用并进行三维动态分析。对基坑坡面水平位移、桩身弯矩、桩身剪力等变化规律进行研究,分析双排桩支护体系的受力机理。通过土体力学参数、桩径、桩长、桩距、连梁等设计参数对基坑变形影响的敏感性进行对比,并就“实体”和“结构”单元桩的计算结果进行比较。研究表明,模拟过程能较好展示双排支护桩施工过程的受力机理,且计算精度较高;不可控参数中土体的黏聚力、摩擦角以及可控因素中的桩身长度、排桩距离等对支护效果影响较大,计算结果可为双排支护桩设计参数选取提供参考。     

基坑的双排桩支护设计及变形规律

以济南市槐荫区某基坑工程进行双排桩支护设计为例,分别采用有限差分数值软件中弹塑性实体单元和线性桩单元模拟开挖-支护-施工全过程,且考虑桩土相互作用并进行三维动态分析。对基坑坡面水平位移、桩身弯矩、桩身剪力等变化规律进行研究,分析双排桩支护体系的受力机理。通过土体力学参数、桩径、桩长、桩距、连梁等设计参数对基坑变形影响的敏感性进行对比,并就“实体”和“结构”单元桩的计算结果进行比较。研究表明,模拟过程能较好展示双排支护桩施工过程的受力机理,且计算精度较高;不可控参数中土体的黏聚力、摩擦角以及可控因素中的桩身长度、排桩距离等对支护效果影响较大,计算结果可为双排支护桩设计参数选取提供参考。     

连续荷载作用下单排桩隔振效果研究

为了研究连续型荷载作用下的单排桩隔振效果,分别研究了桩长,桩径,桩间距与振源距等因素对其隔振效果的影响。并通过室外试验,以连续型荷载作为振源,对单排桩在以地表振幅降低比作为评价指标的基础上进行分析,得出结果表明:增加桩长和增大桩径对增加隔振效果有益。减小桩间距和振源距离对隔振效果较好。     

双排桩支护结构有限元模拟及优化设计分析

针对当前城市基坑开挖场地狭窄、周边环境复杂,对深基坑的变形要求越来越严格这一特点,采用FLAC3D有限元软件对某一深基坑工程开挖和双排桩支护的过程进行了模拟和分析,并通过改变桩间距,前、后排桩的桩长对基坑水平变形和坑壁沉降量进行了优化设计。分析得出了基于基坑变形控制下的,桩间距和桩长的合理的设计取值.     

深基坑桩锚支护结构变形分析和数值模拟

以赣州市红旗村改造项目的深基坑工程为依托,利用有限元软件Midas对深基坑桩锚支护结构进行了数值模拟研究.通过对比基坑土体变形值和实际监测变形值,验证了此模型的准确性和可行性,得出锚杆轴应力在自由段分布均匀,在锚固段逐渐减小的变化规律.此外,深入分析了深基坑桩锚支护结构变形的影响因素,结果表明:增加支护桩的桩长、缩小桩间距可以很好的抑制基坑土体位移,但是增加到一定程度后,这种抑制基坑土体变形的效果十分有限;优化锚杆锚固位置,可以有效提高锚杆利用率,当第三层锚杆锚固深度在6.5~7 m时,两层锚杆的轴力大小相近,为最佳锚固位置.     

考虑渗流影响的深基坑开挖三维弹塑性数值模拟

为了分析在降水影响下地铁车站基坑的稳定性和现场实测的精确性,以沈阳某地铁车站深基坑为研究对象,根据工程地质条件及围护结构的深度和基坑开挖深度,运用ABAQUS对基坑进行了地下水渗流与开挖的三维数值模拟分析,利用试验推理法来模拟渗流问题.对基坑降水条件下开挖和支护体系的变形情况进行了验证,并将模拟结果与实测值进行了对比.结果表明,理论分析和实际监测结果较吻合,该方法对ABAQUS在基坑渗流数值模拟方面具有良好的借鉴性.     

嵌岩桩的优化设计方法研究

结合结构最优化设计概念和有限元分析,建立了嵌岩桩优化数值模型,提出了嵌岩桩目标优化设计的方法.与传统设计相比,通过对嵌岩桩进行桩径和嵌岩深度优化设计可满足桩沉降和承载力的双控要求,使桩端阻力、桩侧阻力能最大限度地得到发挥,有效减少工程投资.以ABAQUS有限元软件为平台,可以成为解决嵌岩桩实际工程问题的个性化工具和仿真研究环境.利用它可以模拟嵌岩桩成桩基本过程,分析嵌岩桩荷载—沉降特性,并对嵌岩桩进行了优化设计.     

疏桩的承载性能和土拱效应

疏桩在软土地区的应用可以分为两个方面：疏桩复合地基和疏桩基坑支护。本文针对疏桩基础中的摩擦桩,采用弹性力学中的Mindlin-Geddes解和Boussinesq解联合求解的方法,分析了疏桩基础的附加应力场。通过对比不同桩间距下的桩土荷载分担比的变化规律,分析了软土地区疏桩间距的合理范围。同时对疏桩水平方向上存在的土拱效应,采用三维有限元数值方法模拟了桩间距对疏桩成拱的影响,得出了产生土拱的最大桩间距范围在6～8d之间。针对疏桩复合地基的沉降控制计算方法,本文总结出应用Poulos弹性理论法计算单桩沉降和复合地基方法计算群桩沉降。     

沉降控制复合桩基沉降影响因素的有限元分析

为研究上海地区的沉降控制复合桩基的沉降影响因素,利用ANSYS对桩-土-板基础模型进行有限元模拟,并探讨不同的桩径、桩长与桩距对沉降控制复合桩基的具体作用效果.研究结果表明：在设计沉降控制复合桩基时,桩距应大于等于6～7倍桩径;桩径的选取范围最好是在300mm之内,以最大限度地利用桩的沉降控制效率;沉降控制复合桩的桩长与桩径比以80～90为宜.     

填芯管桩在基坑支护工程中水平承载性状分析

为研究混凝土管桩在基坑支护中的承载性能,通过对2组不同内径的6根混凝土管桩进行填芯或不填芯处理,并进行室内水平承载性能模型试验,分析基坑开挖后混凝土管桩在不同内径和相同内径条件下不同填芯强度对混凝土管桩的水平承载性能的影响。试验结果表明:通过填芯可以有效提高混凝土管桩的基坑支护性能,且外径相同的条件下,内径越大桩身受基坑开挖影响越大;通过填芯加固处理可以有效提升管桩支护的安全性。     

岩质边坡上基桩数值模拟与正交试验设计

目的研究岩质边坡上基桩的受力及变形特性,考虑多种因素的复合作用下基桩的受力及变形的影响.方法结合正交试验设计原理对岩质边坡上桥梁基桩进行设计,并采用大型通用非线性有限元分析软件MSC.Marc对其进行数值模拟,以分析这些因素变化对基桩的变形及受力的影响规律.结果运用正交设计及有限元法得到的结果与一般工程经验相符,具有一定的可靠性.其中各个因素对水平位移的贡献主次顺序为：内摩擦角〉竖向荷载〉均布荷载〉水平荷载〉边坡坡度〉黏聚力〉桩径,而对最大弯矩值的贡献主次关系为：内摩擦角〉桩径〉黏聚力〉边坡坡度〉水平荷载〉均布荷载〉竖向荷载.结论桩周岩体的强度对基桩的位移和内力影响最大,在施工中应尽量保护桩周岩体的完整性和强度.此外,岩质边坡上基桩表现出被动桩的特性,坡顶分布荷载对基桩位移影响也较大,在施工过程中也应尽量避免在坡顶产生较大堆载.     

表面微坑织构对球头铣刀片结构强度的影响

为了分析微坑织构对球头铣刀片的应力与变形的影响,利用DEFORM-3D有限元分析软件对钛合金TC4进行了动态仿真,得到了X、Y、Z方向的切削力.将切削力施加在球头铣刀片相应的接触区域上,借助ANSYS进行静力仿真,分析了微坑织构对球头铣刀片结构强度的影响,并采用正交试验和极差分析法优化织构参数.结果表明,微坑织构可以增大铣刀片的等效应力,并减少铣刀片变形;织构参数对结构强度影响顺序为:间距直径距刃深度.     

边坡工程中抗滑群桩工程特性的数值分析

针对建立抗滑群桩的设计方法问题,分析了抗滑群桩在水平推力作用下的力学行为.以重庆江东边坡的典型断面为例,应用有限元程序CORE3D分析了群桩的桩间颗粒土的土拱区域,结合桩的荷载位移曲线、土拱效应解释了土体应力传递到抗滑桩的规律,通过对影响土拱效应的参数,如桩间距、土体厚度、抗滑桩嵌入深度和桩径等的深入研究,提出了相应的群桩布置参数估算公式.研究成果在重庆江东边坡的防护工程设计中得到了应用,并取得了较好的效果.