基于离心试验的衡重式桩板挡墙受力特性研究

衡重式桩板挡墙是由桩板挡墙与衡重式挡墙发展而来的一种新型支挡结构,鉴于该结构的复杂性,受力特性尚不明确,为此设计了比例尺为1∶50的挡墙离心模型试验,分析了衡重式桩板挡墙的土压力分布模式、桩身受力特性。结果表明:(1)填料为全砂时上墙主动土压力按公式γhk_aξ计算,建议正常使用状态下桩前抗力上部采用C法、下部采用m法计算。(2)填料上层为砂土、下层为粉土或饱和粉土时,挡墙主动土压力已不适合采用朗肯土压力理论计算,桩前抗力分布模式与模型试验一致,随深度呈抛物线分布,不适于采用m法或C法及朗肯被动土压力理论计算。(3)挡墙桩身弯矩在桩顶下某处出现反弯点,反弯点以上桩身左侧受拉,反弯点以下桩身右侧受拉,随着离心加速度的增加反弯点逐渐下移。     

板桩码头结构中桩体作用宽度试验研究

桩主要被用来传递竖向荷载,在码头结构中桩还常被用来承受横向荷载,抵抗地基侧向变形.侧向承载桩受到的作用力主要来自挡土陆侧和临空海侧之间的土压力差,但由于受力机理复杂,至今尚无成熟计算方法能够准确估算桩所承担的横向作用力.通常假设一个桩体等效作用宽度,然后采用挡土墙经典土压力理论进行计算,现行板桩码头结构设计中假设桩体作用宽度为2倍桩宽,然而,这种经验算法经常受到质疑,迫切需要试验验证.为了改进和完善现行的板桩码头结构设计计算方法,针对桩体作用宽度这一问题,设计开展了多组大型土工离心模型试验,通过微型土压力盒测量了不同桩间距布置的桩体侧面的土压力,获得了桩身前后两侧沿深度的土压力分布.试验结果表明,桩排中的单根桩作用宽度与桩间距密切相关,在桩间距宽度比d/b小于4.0时,其作用宽度系数Keq近似与d/b线性递增;d/b大于4.0后,keq值逐渐趋于常值,不再随着d/b值出现非常明显的变化;对于桩间距为2倍桩宽(d/b=2.0)这一常见布置情形,实测桩体作用宽度系数Keq值不足2.0.     

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。     

离岸深水全直桩码头水平承载力简化计算

全直桩码头是一种适用于离岸深水海域的新型高桩码头结构型式,其破坏模式与传统高桩码头结构存在较大差异。通过有限元法研究了水平荷载作用下离岸深水全直桩码头结构破坏模式、桩侧土压力及桩身弯矩分布,并验算了规范中m法、P-Y曲线法和NL法的适用性。研究结果表明,水平荷载作用下,基桩的塑性破坏是结构失稳的控制因素,且结构失稳时桩身最大弯矩达极限弯矩值,在此基础上,结合简化计算方法计算了结构水平极限承载力。通过对比可知,基于m法的简化方法在小位移时与有限元法吻合较好,基于P-Y曲线法和NL法的简化方法在各种位移条件下与有限元法均吻合较好,且通过桩身极限弯矩与设计荷载作用下桩身最大弯矩之比计算结构安全系数的简化方法是合理的。     

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。     

遮帘式板桩码头工作机制

结合某深水泊位板桩码头的优化设计,进行了遮帘式板桩结构码头的土工离心模型试验.测试了遮帘桩临海和临陆侧的土压力.试验结果表明,在港池形成前,遮帘桩海、陆侧土压力分布基本相同;港池开挖后,遮帘桩临海侧土压力明显低于陆侧.通过设置遮帘桩可减小前墙所受到的土压力,从而使前墙的墙厚保持在合理范围内.     

对压力混凝土长螺旋钻孔灌注桩的监理体会

文章结合压力混凝土长螺旋钻孔灌注桩的施工工艺特点,介绍了该桩施工过程中容易出现的问题及处理方法,初步探索了对该桩质量进行有效控制的监理要点。     

地质条件及桩间距对桩身土压力的影响

选取某河道边坡相邻的两个钻孔灌注桩作为研究对象,考虑均质土体和复杂土层两种情况,采用有限单元法对桩-土有限元模型进行地应力平衡分析,并通过强度折减法对模型进行折减计算,得到计算终止时不同桩间距的钻孔灌注桩桩身土压力。结果表明:在均质土体的条件下,不同深度的灌注桩桩身土压力受桩间距的影响较为明显,但不同桩间距的灌注桩桩身土压力的变化规律相似,对于桩身整体而言,其所受到的土压力随深度的增加而增大;复杂土层条件下,不同桩间距的灌注桩在土层交界处的桩身土压力突变值成倍数关系。     

基于滑带土强度折减的滑坡推力计算

采用传递系数法计算不同折减系数下滑坡推力在水平方向的分力,然后改变桩、土的弹性模量,采用有限元强度折减法计算不同安全系数下桩后土压力的合力及分布形式。结果表明:随着抗滑桩弹性模量的增大,桩后土压力合力越来越大,并逐渐接近传递系数法计算得到的滑坡水平推力;滑床土弹性模量增大,可以有效抑制桩的变形,使桩后土压力合力增大,土压力分布趋于均匀;滑体土弹性模量的增大对桩后土压力合力影响不大,但对桩身土压力的分布影响较大;随着滑带土弹性模量的增大,桩后土压力合力逐渐减小,且土压力沿桩身分布趋于均匀。     

遮帘式地连墙板桩结构遮帘效应研究

结合首个10万吨级新型遮帘式地连墙板桩码头,开展了土压力现场试验,测试了深水板桩结构静止土压力系数,以及前板桩墙两侧土压力变化规律。首次在工程实践中验证了遮帘桩的"遮帘效应",揭示了遮帘式地连墙板桩码头的工作机理,为新型结构的计算和工程设计提供了理论依据。     

水闸治理工程中静压桩施工的应用

鉴于水闸在长期使用中易出现渗漏、沉降等问题,针对水闸地质因素进行分析,采用锚杆静压桩技术法进行施工维护,并提出相应的水闸维护建议。结果显示,在闸墩高程土压力比较中,锚杆静压桩法相较于静压桩施工法,侧向土压力整体降低18.65%,具有更好的闸体维护效果。同时,闸墩底板沉降比较表明,锚杆静压桩法沉降更低,对水闸维护效果更好。研究成果可为水利工程维护与管理提供技术参考。     

粉质黏土中静力沉桩过程产生的孔压试验研究

静压管桩在实际工程中有着广泛应用,桩-土界面超孔隙水压力对静压桩的工作性能有着巨大影响。目前的研究多集中于桩周土中超孔隙水压力的分布,缺少对桩-土界面处应力的真实情况的研究。通过在桩身开孔、嵌入硅压阻式孔隙水压力传感器的方法,在黏性土体中开展了2组模型桩的室内静力压桩试验,对桩-土界面的孔隙水压力、超孔隙水压力的变化规律进行了研究。试验结果表明:利用硅压阻式传感器首次成功监测了沉桩过程中桩-土界面产生的孔隙水压力;2根试桩在沉桩过程中产生的桩-土界面孔隙水压力、超孔隙水压力均随着沉桩深度的增加而增大;同时2根试桩沉桩过程中产生的超孔隙水压力均较大,最大可达4.21 kPa,约为上覆有效土重的75%,在实际工程中需对沉桩过程中产生的较大超孔隙水压力加以重视;同一深度处的超孔隙水压力存在消散现象,随着深度的增加,消散程度逐渐减小;在实际工程中,需采取有效措施,防止超孔隙水压力过大。试验结果可为静压桩施工和桩-土界面理论研究提供参考。     

基于水击波波形的波速反演方法试验研究

基于水击压力波的压裂诊断技术可用于快速判别裂缝位置，进而用于压裂工艺优选与施工参数优化。水击波波速是水击压力波诊断的关键参数，波速计算的读取方法对波速的准确性产生较大影响。为了精确计算水击波波速、减小波速变化引起的裂缝深度计算误差，搭建水击压力波试验系统，开展水平管路中压力波波速试验。使用4种方法计算压力波波速：描点读取压力突变点法、小波分解结合互相关函数法、描点读取水击周期法、基于频谱分析的水击周期法。以平均值、标准差及变异系数为指标，分析4种方法波速计算的数值结果与稳定性。在该试验中，针对10 kHz的采样频率，使用小波分解结合互相关函数法时优选出最优小波基函数为db4小波，最优分解层数为10层。使用双传感器计算的方法(描点读取压力突变点法与小波分解结合互相关函数法)得到的压力波波速高于单传感器计算得到的方法(描点读取水击周期法与基于频谱分析的水击周期法)。结果表明：双传感器法得到的波速范围为959.08 m/s至1111.11 m/s;单传感器法得到的波速范围为619.98 m/s至859.98 m/s。小波分解结合互相关函数方法在数据稳定性方面效果最好，可重复性最强；采用频谱分...     

板桩加固护岸结构有限元分析

板桩加固护岸结构是一种新老结构结合的护岸新型式,研究板桩在此护岸型式下的土压力分布对实际工程的设计具有重要的参考价值。使用有限元软件PLAXIS对板桩加固护岸结构进行分析,将其计算结果与现场实测、规范计算结果进行了比对分析。结果表明:老护岸结构能有效减小板桩上部土压力,增加板桩下部土压力,防止板桩发生墙底"踢脚"失稳,新型板桩护岸具有结构简单、材料用量小、造价低等优点。在此基础上参考实测数据对规范土压力计算进行了优化,为同类板桩工程计算分析提供参考。更多还原     

桩靴贯入砂土层时邻近桩挤土压力分析

钻井船插桩时会使邻近平台桩桩身受到挤土荷载作用,这种挤土荷载可能会严重影响平台桩的承载能力。采用CEL方法结合模型试验分析桩靴贯入砂土层时邻近桩受到的挤土压力变化。通过对缩尺试验结果的计算,验证了CEL方法的可行性。进一步分析了桩靴贯入砂土层时,邻近桩桩身挤土压力的变化。分析结果表明,邻近桩靠近桩靴一面受到的挤土压力随桩土相对位移的增加而不断增大直到极限值,在泥面以下10倍邻近桩桩径范围内,桩身最大挤土压力随土层深度逐渐增加,其变化范围为1.5~5.0倍的朗肯被动土压力,当土层深度超过10倍邻近桩桩径后,桩身最大挤土压力趋于稳定,约5.0倍的朗肯被动土压力;而远离桩靴一面受到的挤土压力随相对位移增加而不断减小,最终保持在朗肯被动土压力的10%~20%;桩身受到的挤土压力合力随桩土相对位移增加而不断增大直到极限值,在泥面以下10倍邻近桩桩径范围内,桩身极限挤土压力合力随土层深度逐渐增加,其变化范围为1.5~5.0倍的朗肯被动土压力;当土层深度超过10倍邻近桩桩径后,桩身极限挤土压力合力趋于稳定,约5.0倍的朗肯被动土压力。最后还定量分析了砂土摩擦角、弹性模量、泊松比和净间距的变化对插桩挤土力变化关系的影响。     

水平受荷桩桩土相互作用研究

水平受荷桩通过调动桩周土体的抗力来抵抗水平荷载,现有对于水平受荷桩桩土相互作用的 研究主要集中在桩身的变形模式上,而忽略了桩土相互作用过程中桩周土体及其抗力的变化。针对这 个问题,进行了不同坡度的斜坡场地单桩水平荷载现场实验。研究了加载过程中桩土相互作用和其变 化过程,并对被动土压力的变化进行了分析研究。实验结果表明:桩后、桩前被动土压力总值之比随荷 载的增加都出现一个先下降后上升,最后趋于平稳的过程;桩后被动土压力相对于桩前被动土压力对桩 基础稳定性的影响更大;随着坡度的增加,桩后被动土压力所起到的作用在桩土作用后期会明显增加。     

基于ANSYS的压密注浆桩半径与注浆压力关系的研究

采用ANSYS数值模拟软件和Drucker-Prager屈服准则,进行合理的假设并建立压密注浆桩在土体中的压密模型;在工程中常用的压力范围内,通过改变注浆压力的大小,模拟注浆压力对压密注浆桩半径的影响,研究压密半径随注浆压力的变化规律,并采用曲线拟合得到压密半径与注浆压力的关系式。结合现场压密注浆桩试验,得到与数值模拟基本一致的结论,所得的成果可为现场施工提供理论参考。     

水库施工静压桩挤土效应数值模拟分析

采用静压桩法将桩贯入地基会对周围土体的应力状态产生显著影响，严重影响水工建筑物安全运行。采用Abaqus有限元软件并结合室内试验，预测了桩基沉桩过程以及安装结束后土体应力的变化规律，分析了不同超固结比下桩基施工过程对地基土土体孔隙水压力和应力的影响，并提出了提高桩基承载力的施工措施，可为类似工程提供参考。     

富水砂层高压旋喷注浆成桩质量问题技术探讨

通过工程实例详细分析富水砂层双管法高压旋喷注浆成桩质量原因,认为富水砂层用双管法或三管法进行高压旋喷注浆,在气流的影响下,容易引发孔内压力不平衡,导致周围水土侵蚀桩体,造成断桩、缩颈等成桩质量问题。通过砂粒在水泥浆中自由下落受力分析,在单管法高压旋喷注浆基础上提出改进措施,扩大成桩直径。     

压力注浆桩有限元计算与分析

以压力注浆桩现场试验结果为依据，在比较轴对称，平面应变和三维非线性有限元以及有、无接触面单元多种计算方法的基础上，提出一种分析ＧＢＰ桩轴对称非线性有限元的计算方法－－双线拟合法，经计算验证，与试桩实测资料吻合较好。通过计算，分析了压力注浆桩的荷载传递特性和桩侧摩阻力与桩端阻力的分配，相互影响以及传递特征，探讨了压力注浆桩的破坏机理，还对不同部位注浆桩进行对比分析，进一步论证了ＧＢＰ桩的承载性能。