端承嵌岩桩桩端阻力研究

现行嵌岩桩设计规范与理论只考虑桩端岩石的单向受力状态,而实际上桩端岩石在竖向荷载作用下,由于压缩变形受到周边岩石横向约束的作用而处于三维受压状态,其三轴应力强度远高于单轴强度.因此目前设计计算理论不能客观反映桩端岩石应力状态,明显偏于保守.嵌岩桩静载荷试验调查结果也证实了这一点.为此,应用材料力学强度理论对嵌岩桩的承载力进行了深入的分析研究,提出了嵌岩桩承载力的合理计算方法.     

岩石强度特性与嵌岩桩桩端极限阻力

从岩石的强度特性与本构关系出发,深入分析嵌岩桩桩端岩石应力状态与入岩部分桩侧阻强化现象,并根据三轴强度表达式论述桩端岩石的极限承载力远高于按单轴抗压强度的计算值;现行<建筑桩基技术规范>中嵌岩桩单桩竖向极限承载力标准值仍沿用岩石的单向应力状态的抗压强度一无侧限抗压强度计算,混淆了桩端岩石的实际应力状态;本文依据桩端岩石应力状态分析结论,提出了嵌岩桩极限阻力标准值的计算理念与方法,并结合工程试桩实例予以说明.     

嵌岩桩极限侧阻力研究

根据嵌岩灌注桩中嵌岩段的受力特点，推导了嵌岩段的法向应力计算公式，以此为基础，采用Hoek-Brown准则研究了嵌岩段的极限侧阻力计算问题，讨论了各因素对极限侧阻力的影响。结果表明：嵌岩段极限侧阻力随单桩轴力增大而增大；嵌岩段极限侧阻力与岩体质量等级有关；嵌岩段极限侧阻力与嵌岩桩相对刚度呈正相关关系。     

嵌岩桩的极限端阻力发挥特性及其端阻力系数

嵌岩桩极限端阻力发挥特征及端阻力系数取值是岩土工程中嵌岩桩应用的重要研究课题之一。收集整理了不同地区学者在不同时期、不同岩石性质和不同嵌岩条件下开展的165个嵌岩桩端阻力试验成果,主要包括嵌岩段岩石类型及其天然单轴抗压强度、嵌岩直径与嵌岩深度、嵌岩桩极限端阻力等。定义嵌岩桩极限端阻力与岩石天然单轴抗压强度的比值为嵌岩桩端阻力系数,分析了桩径、嵌岩深度、嵌岩深径比和岩石强度对嵌岩桩极限端阻力和端阻力系数的影响规律,建立了嵌岩桩极限端阻力及端阻力系数与岩石单轴抗压强度之间的拟合关系式。     

软岩嵌岩长桩端阻力计算

根据对南京地区28根软岩嵌岩桩原位测试资料的整理和分析，认为目前建筑规范中推荐的有关嵌岩桩阻力计算公式不适用于软岩嵌岩桩，并在对软嵌岩长桩端阻力各影响因素分析的基础上，采用线性拟和的方法，给出软岩嵌岩桩偏于保守的极限端阻力计算公式。     

嵌岩桩嵌岩段的岩石极限侧阻力系数

嵌岩桩在岩土工程中已得到广泛应用,但如何准确计算嵌岩段桩的极限侧阻力仍是工程设计人员面临的重要课题。收集整理了不同时期、不同地区、不同岩石强度和不同嵌岩条件下开展的145个嵌岩桩竖向下压承载力试验成果,主要包括嵌岩段岩石类型及其单轴抗压强度、嵌岩桩的直径与嵌岩深度、嵌岩段桩的极限侧阻力等。定义嵌岩段桩的极限侧阻力和岩石单轴抗压强度的比值为嵌岩桩嵌岩段岩石极限侧阻力系数,分析了桩径、嵌岩深度、嵌岩深径比和岩石强度对嵌岩段极限侧阻力和岩石极限侧阻力系数的影响规律,建立了嵌岩段岩石极限侧阻力系数与岩石单轴抗压强度之间的拟合关系式,给出了不同可靠度水平下岩石侧极限阻力系数取值。     

某办公楼嵌岩桩的嵌岩深度分析

分析了海口市某办公楼钻孔灌注桩的嵌岩深度及影响因素，试验分析表明，桩的长径比较大时，桩端阻力所分担的荷载仅占荷载的一小部分，因而在满足施工质量的前提下，可适当减小桩的嵌岩深度，该工程设计嵌岩深度1.5m，实际采用了0.8m，加快了施工进度，降低了工程造价。     

嵌岩灌注桩竖向承载力确定方法的探讨

通过九江乌石矶粮食中转库２万ｔ钢混凝土立筒库的基础实例，详细介绍了嵌岩灌注桩竖向承载力的几种确定方法。     

大直径嵌岩桩（墩）嵌岩侧阻力取值影响因素的探讨

本文通过工程设计实践及对有关岩土工程资料的分析，根据大直径嵌岩计的荷载传递特点，对影响嵌岩段桩侧阻力的因素进行了相应探讨。     

Ultimate end bearing capacity of rock-socketed pile based on generalized nonlinear unified strength criterion

In order to study the mechanism of bearing behavior at the tip of a pile embedded in rock, the generalized nonlinear unified strength criterion and slip line principle for resolving the differential equation systems which govern the stress field were applied to derive the ultimate end bearing capacity based on some reasonable hypothesis and failure plane model. Both numerical simulation and test results were compared with the theoretic solution. The results show good consistency with each other and verify the validity of the present approach. The depth effect with respective to embedment ratio and other influence factors like geological strength index, intermediate principal stress, overburden factor, and damage on end bearing capacity were discussed in the analytical solution. The results show that the proposed yield criterion can be much better for investigating the ultimate end bearing performance of rock-socketed pile. The end bearing capacity increases with embedment ratio and the increasing degree is influenced intensely by the above parameters. Furthermore, ignoring intermediate stress effect would underestimate the strength properties of the rock material and lead to a very conservative estimation value.     

嵌岩端承桩竖向承载的扩孔理论分析

探讨了嵌岩桩嵌岩段的应力路径及工作机理,应用圆孔扩张理论,分析了嵌岩桩的承载机理.随着桩周挤压应力p的增大,围绕柱形孔的柱形区域将由弹性状态进入塑性状态,塑性区随p的增大而不断扩大,塑性区以外土体将保持弹性状态.利用弹塑性理论和体积平衡原理,推导了嵌岩桩嵌岩段的极限强度以及嵌岩段的极限竖向承载力的计算公式,并将扩孔理论分析结果与实测试验资料进行分析对比,研究表明,该方法可以成为解决嵌岩桩实际工程问题的个性化工具.     

Evaluation of ultimate bearing capacity of Y-shaped vibro-pile

Based on Mindlin stress solution, a numerical computational method was proposed to calculate the stresses in the ground induced by side friction and the resistance of Y-shaped vibro-pile. The improved Terzaghi’s and ЪерезанцевВГ’s methods for ultimate bearing capacity evaluation were proposed by considering the stress strength induced by friction resistance at pile head level of Y-pile. A new method to calculate the ultimate bearing capacity of Y-pile was also proposed based on the assumptions of soil failure mode at the tip of Y-pile and the use of Mohr-Coulomb soil yield criterion and Vesic compressive correction coefficient with the induced stresses in the ground. Based on the comparisons with the field static load test results, it is found that the improved Terzaghi’s method gives higher ultimate capacity, while the other two methods shows good agreement with the field results.     

嵌岩扩底抗拔桩承载特性现场试验研究

依托国网路平―富乐500 kV双回线路工程中嵌岩抗拔桩极限载荷试验,针对其中3根嵌岩扩底抗拔桩,对其桩顶荷载位移关系曲线、桩身轴力及桩身侧摩阻力等特性进行分析。结果表明,对所处岩土层相同、桩长接近的抗拔桩,嵌岩扩底抗拔桩较等截面桩不但能够显著提高极限抗拔荷载,而且能够有效降低桩顶位移。扩大头所处岩层性质对其所能提供的抗拔力影响较大,处于中风化岩层中的扩大头所提供的抗拔力要显著大于位于强风化岩层中的扩大头所提供的抗拔力。对同为扩底型的嵌岩抗拔桩,桩长较短时,扩大头提供的抗拔力占桩体极限抗拔荷载的比例更高,扩大头的扩底作用更显著。对于扩大头位于中风化岩层且扩大头上部等截面段具有一定厚度的黏土层与强风化岩层的抗拔桩,其等截面段与黏土层、强风化岩层接触部分极限侧摩阻力可在规范建议标准值的基础上,根据工程实际适当提高。     

嵌岩桩竖向承载力预测的遗传BP神经网络模型研究

将遗传算法的全局搜索能力和BP神经网络的高次非线性能力,应用于嵌岩桩竖向承载力研究中。两种算法的结合,避免了BP神经网络收敛于局部极值,使神经网络更快找到全局最优解;并利用济南地区的现场实测资料,建立起了预测嵌岩桩单桩竖向承载力的遗传BP神经网络模型。通过该模型可以建立起高应变动力测试法与静载荷试验之间的内在联系,证明了高应变动力测试法在本地区的可靠性较高。     

粉喷桩竖向极限承载力概型分布研究

基于静载荷试桩资料,通过对邯郸地区12个粉喷桩工程中每个工程的单桩极限承载力特征参数的统计分析,阐明了邯郸地区粉喷桩单桩极限承载力基本服从于对数正态分布。可供进行该地区粉喷桩单桩承载力可靠度分析时参考。     

施工工艺对灌注桩承载力的影响分析

为了探讨影响灌注桩承载力的因素,给出了灌注桩承载力计算的理论公式,分析了常用的施工工艺条件下灌注桩的承载力的计算考虑因素．通过3根试桩资料的结果与考虑各种影响因素的计算结果对比,验证了施工工艺的影响,并与有限元法计算结果进行了对比．结果表明,采用有限元方法与理论计算方法一样。必须考虑不同施工条件所造成的桩侧和桩端的特征,才能得到符合实际的承载力值．     

重庆市嵌岩桩单桩承载力可靠指标分析

对重庆市近10年102根嵌岩灌注桩试桩资料进行统计分析,建立单桩无量纲随机变量的极限状态方程,采用改进JC法和Monte-Carlo法计算得到重庆地区嵌岩桩基目标可靠度的范围,进而提出重庆地区嵌岩桩基目标可靠指标的建议值。最后引入可靠系数(代替荷载分项系数和抗力分项系数)并计算了嵌岩桩单桩承载力的可靠系数,提出采用可靠系数表达的极限状态设计实用表达式,该表达式体现了简单实用的原则,利于设计人员掌握和理解,便于工程应用。