静钻根植竹节桩纵向振动特性及应用研究

针对"静钻根植竹节桩"这一新桩型的特点,建立考虑桩周土径向和竖向非均质的桩体纵向振动定解问题.采用阻抗函数递推方法,结合拉氏变换对定解问题进行求解,得到桩顶阻抗函数.利用卷积定理和傅里叶逆变换,求得任意激振力作用下桩顶速度响应的半解析解.通过比较低频范围内桩顶复刚度响应曲线和时域内桩顶速度响应曲线,分析竹节长度和竹节半径、桩周扩底高度和扩底半径、浆液配比及桩周水泥土硬化的时效性和搅拌均匀性等因素对桩顶动力响应的影响,揭示这一新桩型的动力特性.将理论计算曲线与现场实测曲线进行拟合对比.结果表明:理论计算曲线与现场实测曲线较为吻合,采用所建立的模型能够较好地反映静钻根植竹节桩的实际动力特性.     

能源载体条件下静钻根植桩承载特性

为了研究温度荷载影响下静钻根植桩的承载特性,通过室内试验测得温度在混凝土-土界面上的传导特性及对界面接触摩阻力的影响. 测试结果表明,接触压力对温度传导无明显影响,温度对混凝土-土接触面上摩阻力无明显影响. 根据试验测试结果,采用顺序热力耦合分析方法,建立考虑温度荷载影响的静钻根植桩受力分析有限元模型. 计算结果表明,制热及降温过程对静钻根植桩承载特性的影响受桩顶荷载的影响较大. 温度荷载引起的预制桩桩身轴力、桩侧摩阻力及桩顶、桩端位移、水泥土竖向应力的变化均与桩顶荷载相关,制热与降温过程引起的静钻根植桩承载特性变化有较大差异.     

静钻根植竹节桩荷载传递机理模型试验

针对静钻根植竹节桩这种新型组合桩基的荷载传递机理的问题,在模型槽中进行竹节桩的模型试验.通过埋设在竹节桩表面与水泥土中的应变片及桩底的土压力传感器对加载过程中桩身、桩端以及水泥土中的应力进行测量.模型试验结果表明:桩侧水泥土与桩端水泥土在荷载传递过程中所起作用不同,靠近桩端水泥土处桩侧水泥土中应力较大,在实际工程中需要提高该区域水泥土强度;模型试验测得的水泥土与桩周土极限侧摩阻力比现场试桩水泥土与桩周土的极限侧摩阻力大,在实际工程中搅拌水泥土时应提高搅拌均匀性以增加桩侧摩阻力;可以用传统桩基沉降计算公式计算静钻根植竹节桩的桩端沉降.     

吸力式组合桩抗拔承载特性数值分析

吸力式组合桩的承载特性是海洋工程设计和施工中的一个关键问题,通过采用有限元分析方法对吸力式组合桩的极限承载特性进行计算,考虑了长径比、荷载作用角度和荷载作用点三个重要因素.探讨了荷载在不同长径比、作用角度和作用点下吸力式组合桩的极限承载力,根据承载力的变化规律得出最佳荷载作用点位置.结果表明,长径比越大,吸力式组合桩的极限承载力越大;荷载作用角度越小,吸力式组合桩的极限承载力越大,当荷载作用角度为0°时,吸力式组合桩的极限承载力最大;当荷载作用点从桩顶移动到桩底时,极限承载力呈现先上升后下降的趋势,且最佳荷载作用点位置随着长径比的增长会发生上移.     

静钻根植能源桩技术及其应用

能源桩作为一种浅层地温能利用的建筑节能技术,是建筑运行阶段减少碳排放的主要途径之一.结合静钻根植桩的特点,提出静钻根植能源桩技术及施工工艺.结合实际工程,开展静钻根植能源桩的短期工况和长期工况热力试验,分析桩身温度变化、性能系数、桩身轴向附加应力和桩侧附加摩阻力等变化规律.试验结果表明,桩身温度随时间逐渐升高,而性能系数随时间的推移逐渐降低,并最终稳定于一恒值.桩身轴向附加应力和桩侧附加摩阻力的发挥性状受桩顶、桩端约束条件的制约.短期工况试验中,桩身轴向附加应力呈中间大两头小的分布形式,桩侧附加摩阻力分布存在一个零点;长期工况下,桩身轴向附加应力呈现两端大中间小的分布形式,桩侧附加摩阻力分布规律与时间、温度和约束条件等因素有关,桩身从一个零点逐渐演变为3个.研究结果可为能源桩技术的进一步推广应用提供理论参考.     

全螺旋预制桩抗拔承载特性的数值分析

对全螺旋预制桩的抗拔承载机制进行了ABAQUS有限元数值模拟,分析了不同距径比S/D的单桩极限承载力和桩身轴力分布,对抗拔过程中土体塑性变形趋势进行了讨论。结果表明:荷载-位移曲线模拟值与实测值基本吻合,证明了模型建立的正确性;塑性区域主要集中在螺旋叶片上部并向四周扩展,最终在相邻叶片间形成连续贯通的塑性破坏面;土体镶嵌在螺旋叶片中产生的嵌合力改变了桩的作用方式,使桩身轴力随深度变化的非线性趋势不明显;极限承载力随S/D的增大而先增大后减小,当S/D取2.5时为最优距径比,抗拔极限承载力达到最大值。     

挤扩支盘桩抗拔承载特性的模型试验研究

基于模型试验分析了上拔力作用下挤扩支盘桩的荷载-位移曲线特征、轴力分布特点和抗拔承载力的构成,研究盘径对承载特性的影响规律。结果表明：挤扩支盘桩比直孔桩具有更高的抗拔承载力和抗拔刚度,其拔出破坏具有脆性破坏的特征,同时盘径对挤扩支盘桩Q-s曲线的影响主要在加载后期体现;挤扩支盘桩发生脆性拔出破坏的原因是承力盘引起的土体突发剪切失效,而挤扩支盘桩的抗拔极限承载力主要由挤扩盘压力引起的土体滑移面强度和盘上直孔段的桩土接触面强度决定;上拔力作用下挤扩支盘桩的抗拔承载过程由盘上土体挤密阶段、弹性锚固阶段、塑性锚固阶段构成;盘阻在挤扩支盘桩抗拔承载力中的占比随着盘径的增大而增大,加载后期的盘阻贡献率相对于加载初期可以提升6%～8%。     

考虑软土超固结的静钻根植能源桩模型试验

为研究静钻根植能源桩在不同固结状态软土中的承载特性,基于能源桩模型试验系统,对比测试了模型桩在正常固结土和超固结土地基中的热力响应.结果表明,热量在桩周土层中的扩散程度随着与热交换管(热源)距离的增大而减小;土层的超固结状态影响土层中孔隙水压力的产生与消散,相比于正常固结土,超固结土层中孔压消散速率更慢;桩周软土在升温后的竖向变形首先表现为回弹,随后变成沉降,超固结土回弹明显,且随后的沉降量更小;桩身附加温度应力呈先增大后减小的趋势,超固结土下的桩身最大附加温度应力位置高于正常固结土,且升温产生的负摩阻力较小.静钻根植能源桩的承载特性与软土超固结状态密切相关,在工程设计中需要综合考虑以确保运行安全性.     

预应力混凝土竹节桩在杭州地区抗拔工程中的应用分析

介绍了一种预应力混凝土异型桩,即预应力混凝土竹节桩。分别从外形、接桩方式、桩顶与承台的连接方式阐述了竹节桩与管桩的主要差异;并通过杭州地区抗拔工程中竹节桩与管桩的抗拔试验,对它们竖向抗拔极限承载力进行了对比研究。试验表明:竹节桩总体抗拔性能优于管桩,其竖向抗拔极限承载力相比管桩平均提高了约52%;且在相同荷载作用下,上拔位移不大于管桩;竹节桩在该区域抗拔工程中的应用,取得了良好的效果。     

支盘桩群桩抗拔承载性状试验研究

设计了两组室内模型对比试验来研究多支盘桩群桩的抗拔承载性能．两组模型桩分别为等桩 距的两桩群桩和四桩群桩,每组群桩又分为等直径桩群桩和双盘支盘桩群桩,以便进行对比分析． 试验结果表明：支盘桩群桩的承载力远远大于等直径群桩;当群桩桩距在两倍盘径（约６．７倍桩径） 时,等直径四桩群桩的承载力大约是两桩群桩的两倍,说明等直径群桩的群桩效应几乎可以忽略; 而此时支盘桩群桩当桩数增加一倍时,其承载力增加小于一倍,说明其群桩效应比较明显,这从桩 周土压力的变化情况可以证实．     

薄壁锥端注浆微型钢管桩抗拔承载特性的现场试验

解决新时期电网"绿色建设"的需求,研发并应用新型环保型杆塔基础是电网建设中的首要任务之一.本文提出一种改进的薄壁锥端注浆微型钢管桩,通过现场试验,研究该类钢管桩的抗拔承载特性.以双楼—交河220 kV线路工程为背景,设计出 ?159和?203 mm两种桩径、5和8 m两种埋深、注浆与不注浆两种条件,共18根钢管桩,开展...     

不同组合下高喷插芯组合桩抗拔承载特性试验研究

基于自主研发的大型桩基模型试验加载系统,采用砂雨法施工,对4种不同组合形式的高喷插芯组合桩（JPP桩）进行了抗拔承载性能对比试验研究。结果表明：1）JPP桩的不同组合形式对抗拔承载力有较大影响,下组合抗拔承载能力最高,其承载能力是分段组合II的1.1倍,是分段组合I的1.3倍,是上组合的1.4倍。2）极限荷载下,组合段所提供的总侧摩阻力中,下组合最高。3）在桩体上拔过程中,桩身轴力沿桩身向下依次递减;随着荷载的增加,桩身上部侧摩阻力首先达到极限值并趋于稳定,然后桩身中下部侧摩阻力逐渐发挥。4）侧摩阻力随桩土相对位移的增加而逐渐变大,在桩土相对位移较小时便达到较大值,桩身上部的侧摩阻力在达到较大值后趋于稳定,桩身中下部不同位置处的侧摩阻力在达到较大值仍有不同程度递增的趋势,总体上呈现出双曲线的分布形式。     

扩大支盘桩群桩抗拔特性的有限元分析

桩基础在工程建设中得到了广泛应用,从安全性上考虑,对群桩抗拔承载力的研究尤为重要.根据Plaxis3D Foundation模拟结果,分析了在上拔荷载作用下桩数、桩距及桩长对群桩上拔位移的影响.模拟结果表明,桩长对群桩效应系数几乎没有影响;桩距越小,桩间土体的位移越大;桩数、桩间距是影响群桩抗拔承载力的主要因素.     

预应力竹节桩与预应力圆管桩竖向 承载性能对比研究

对某工程中的3根机械连接预应力竹节桩和3根预应力圆管桩,进行静荷载试验,研究其荷载-沉降的变化规律;再采用有限元软件ADINA对典型试验桩的荷载-沉降规律进行有限元模拟。试验及有限元模拟结果表明:机械连接预应力竹节桩的荷载-沉降曲线呈缓变型,与预应力圆管桩相比,曲线变化相对平缓,说明预应力竹节桩比圆管桩的承载力大。     

大直径嵌岩短桩抗拔承载机理试验研究

对大直径嵌岩短桩抗拔承载力机理的研究还比较少,本文依据金华某工程3根人工挖孔桩单桩竖向抗拔静载试验数据,借助有限元软件Ansys分析从加载至破坏U-Δ曲线变化趋势和桩侧摩阻力在各级荷载下沿桩身分布情况与成长过程,探讨了此类工程桩的荷载传递机理和抗拔承载特性。表明试桩嵌岩段桩侧摩阻力很大,最大值达到了305kPa,嵌岩段抗拔侧阻力系数为0.024～0.037,平均为0.032,小于现行规范抗压侧阻力系数,结论可为类似基桩的设计与研究提供有指导参考。     

索连板球基础竖向抗拔承载特性及其影响因素

针对沙漠地区砂土地基的工程特性及现有输电塔基础存在的不足,研发出索连板球基础。将室内相似模型上拔试验与数值模拟计算相结合,对不同上拔荷载作用下的基础位移进行分析,并研究了埋深比、球径及柱径对基础极限抗拔承载力系数及土体表面主破裂面半径的影响及其规律。研究结果表明：数值模拟计算结果与模型试验结果吻合较好,与土体变形演化的三阶段相对应,荷载-位移曲线呈三段式变化;埋深比对基础极限抗拔力影响最大,且它们之间呈正相关关系;极限抗拔承载力系数随埋深比增大呈先增大后减小的变化趋势,与球体直径呈负相关关系,与水泥土柱直径呈正相关关系;土体表面主破裂面半径与埋深比、球径及柱径均呈负相关关系。     

土钉桩抗拔承载性能试验与仿真分析研究

土钉桩复合结构是一种新型桩。为了探求土钉桩结构的抗拔承载性能,本研究进行了模型桩现场抗拔试验,并采用了三维有限元数值仿真技术,分析研究了土钉桩结构的抗拔性能,验证了数值仿真结果的可靠性。Goodman接触面单元用来模拟桩和土之间的接触,梁单元用来模拟土钉。基于弹塑性理论建立了土的应力应变关系。采用ANSYS分析了桩-土钉-土之间的相互作用问题。与裸桩进行对比,试验结果和数值结果都表明土钉桩结构具有很好的抗拔承载性能。本文研究为这种新型桩在今后的设计和应用具有一定的现实指导意义。     

扩大支盘加筋水泥土桩抗拔承载性能模型试验研究

通过室内模型试验,研究扩大支盘加筋水泥土桩的抗拔承载性能。建立桩在上拔作用下的力学分析模型。采用上述模型对上拔力作用下结构的受力性能进行了参数分析,对支盘所处桩身位置、桩身支盘数量、桩身材料对桩的抗拔承载性能的影响进行了分析,研究各因素对支盘桩的承载力发挥效果的影响,分析各因素对桩的桩顶位移和内力的影响规律。     

素混凝土桩复合地基承载特性分析

通过两组试验得到了素混凝土桩复合地基桩土应力分布的一些规律.在试验荷载范围内,桩土应力比随荷载的增加而增大,实测最大荷载下桩土应力比大多在9～13之间,桩的荷载分担比可达0.7以上.试验证明素混凝土桩复合地基具有承载力高、沉降变形小的优点,具有良好的应用前景.