打入桩荷载-沉降性状的时间效应分析

关于沉桩结束后打入桩承载力的时效性现象，目前已经开展大量的研究。然而，有关试桩荷载-沉降曲线时效性的模拟方法却鲜见报道。首先，简要分析打入桩时效性的产生机制。然后，基于荷载传递法，提出一种估算沉桩后单桩荷载-沉降性状时效性的新方法。2个量纲一的时间效应系数被加入到传统的荷载传递函数中，以分别描述桩侧摩阻力和桩端阻力随时间的变化。修改后的荷载传递函数可考虑沉桩后任意间歇期的单桩荷载-沉降性状。采用该方法对一个工程实例的打入桩荷载-沉降性状进行验证分析，计算结果与试桩荷载-沉降实测曲线吻合较好。     

基于指数荷载传递模型的单桩承载力特性分析

在桩基模拟试验的基础上提出一种指数型桩身荷载传递模型,该指数模型所需参数只有两个,且物理意义明确。引入该指数模型,并基于桩端荷载-位移关系为双曲线的假设,推求了桩-土共同作用的微分方程,经过对方程进行求解,得到了单桩桩身荷载与沉降关系的解析解,进而得到桩顶的荷载-位移曲线,可用于确定桩的承载力。工程实测结果与本文解析解结果的对比表明,较为吻合。     

由O-cell试桩结果确定整桩的性能

提出了一个根据O-cell试桩结果确定整桩性能的途径,包括基本方法、步骤及必须的资料。以某公路大桥的O-cell试桩为例,采用本文所提出的途径确定出了桩阻力参数、相应整桩的荷载沉降曲线及极限承载力。验证了桩侧阻力与接触面两侧切向位移差之间关系可以用双曲线表示。将按本文提出的方法和现有其他四种方法确定的整桩荷载沉降曲线做了比较,并对各种确定整桩荷载沉降曲线方法的可靠性和适用性做了评价。此外,将按本文给出的整桩荷载沉降曲线和按流行公式确定的整桩极限承载力做了比较,指出了流行公式低估了整桩极限承载力,并对流行公式提出了一个修改建议。强调了,只有按某种有根据的方法确定出完整的整桩荷载沉降曲线,才能由O-cell试桩结果可靠地确定出整桩的极限承载力。     

打入桩荷载–沉降性状的时间效应分析

关于沉桩结束后打入桩承载力的时效性现象，目前已经开展大量的研究。然而，有关试桩荷载–沉降曲线时效性的模拟方法却鲜见报道。首先，简要分析打入桩时效性的产生机制。然后，基于荷载传递法，提出一种估算沉桩后单桩荷载–沉降性状时效性的新方法。2个量纲一的时间效应系数被加入到传统的荷载传递函数中，以分别描述桩侧摩阻力和桩端阻力随时间的变化。修改后的荷载传递函数可考虑沉桩后任意间歇期的单桩荷载–沉降性状。采用该方法对一个工程实例的打入桩荷载–沉降性状进行验证分析，计算结果与试桩荷载–沉降实测曲线吻合较好。     

桩在轴向荷载下的荷载——沉降数值模拟计算

利用士力学及弹性理论导出了确定层状士中桩轴向荷载-沉降关系，按位移协调法求出桩顶荷载-沉降的关系曲线，通过工程试桩进行了计算对比，指出其计算值与实测值比较吻合，从而表明本方法的可行性。     

多层土中根桩的非线性沉降简化计算方法

根桩是一种新型桩基础,它通过从桩身预留位置将一定数量的水平根键顶入桩周土体中来提高桩基承载力。为分析多层土中根桩的非线性沉降问题,基于双曲线函数提出了土–根键的荷载传递模型,并推导建立了一种多层土中根桩的非线性沉降简化计算方法,基于MATLAB编制了根桩的非线性沉降分析程序。以安徽省池州长江公路大桥工程两根现场试桩为例,对该方法与现场荷载试验结果以及其它分析方法进行了比较。结果表明,该方法与实测结果吻合较好,较其它分析方法更符合根桩的荷载沉降曲线特性。根桩参数分析表明,根桩的荷载沉降特性对根键的布置型式以及根键侧壁土的荷载传递参数取值不敏感,但对根键底部土的荷载传递参数取值较敏感。     

多层土中根桩的非线性沉降简化计算方法

根桩是一种新型桩基础,它通过从桩身预留位置将一定数量的水平根键顶入桩周土体中来提高桩基承载力。为分析多层土中根桩的非线性沉降问题,基于双曲线函数提出了土–根键的荷载传递模型,并推导建立了一种多层土中根桩的非线性沉降简化计算方法,基于MATLAB编制了根桩的非线性沉降分析程序。以安徽省池州长江公路大桥工程两根现场试桩为例,对该方法与现场荷载试验结果以及其它分析方法进行了比较。结果表明,该方法与实测结果吻合较好,较其它分析方法更符合根桩的荷载沉降曲线特性。根桩参数分析表明,根桩的荷载沉降特性对根键的布置型式以及根键侧壁土的荷载传递参数取值不敏感,但对根键底部土的荷载传递参数取值较敏感。     

钻孔灌注桩桩底后注浆效果分析

通过对钻孔灌注桩注浆加固机理的研究 ,针对持力层为砾石层的桩提出了模拟注浆后桩体特征的变截面桩身模型。采用荷载传递法 ,对现场实测的注浆前后荷载 -沉降曲线进行了计算和拟合 ,并对比分析了注浆前后桩的承载力与变形状况 ,最后分析了注浆后桩P -s曲线的一些特征     

单桩静载试验的桩顶沉降稳定收敛特征研究

采用单桩静载试验,系统地对36根工程桩的324个荷载级进行沉降稳定分析和荷载稳定时间分析,并通过中等直径灌注桩和超长大直径嵌岩桩两种桩型的15根单桩进行了对比分析。研究表明:不论是嵌岩桩还是非嵌岩桩,各级荷载总体都在1小时内稳定且占比高达96.3%;桩顶的沉降速率、加速度均表现出随时间衰减的特征,证明了桩顶位移具有基于时间、位移的收敛的性特征,且试验耗时降低40%以上。采用P-s曲线法、LogP-s曲线法、E-Δs/ΔQ法判定了单桩的极限荷载,验证了桩顶沉降值在合理的范围之内,同时也表明对桩顶沉降收敛特征的研究可以有效的缩短桩基础检测的时间并提高检测效率。     

静压桩的荷载-沉降特性动、静载试验结果分析

依据某工程三根静压桩的单桩竖向抗压静载试验和高应变动力试验，通过对桩身材料特性、桩侧阻力和桩端阻力发挥性状、桩身荷载传递机理的分析，研究和比较了桩的动、静载试验荷载－沉降特性。高应变计算的Q～s曲线和静载试验实测结果相比，在荷载较小时高应变计算的沉降较大，在荷载较大时高应变的结果较小。高应变试验模拟结果与静载结果的不同，与其测试分析中采用的数学模型有关。由于实际混凝土荷载变形的非线性，以及高应变动测中桩产生的位移特别是桩端位移较静载试验中的小，使得高应变计算的Q～s曲线在荷载较大时一般不可能有静载试验那样大的位移和明显的陡降段。在采用高应变动测模拟Q～s曲线时应考虑这些因素的影响。     

层状地基中桩静载试验数据的拟合分析

采用线弹性-塑性荷载传递函数，导出了成层地基中桩的轴向荷载-沉降曲线的解析递推公式。通过拟会实测Q-S曲线，可得到桩上系统的工程力学参数，并由此计算得到桩身轴力及侧摩阻力分布曲线。经许多工程验证，该方法有广泛的适用性及较高的分析精度，对分析桩的荷载传递机理、指导桩的工程设计及工程测试具有实用价值。     

黏土中超长群桩竖向承载力模型试验研究

针对超长群桩使用较多而理论研究较少的现状,进行了大型的室内超长群桩模型试验。通过对黏性土中桩距为6d的超长钻孔灌注群桩的室内模型试验和实测数据分析,研究了超长群桩的荷载传递机理和承载力特性。得到了在竖向荷载作用下超长群桩的荷载与沉降关系曲线,桩身压缩量占桩顶沉降的百分比、桩身轴力分布曲线以及桩侧摩阻力分布曲线。研究结果表明:超长群桩属于非刚性摩擦桩,桩顶沉降主要由桩身压缩量引起;极限荷载作用下,桩端阻力接近为零,桩身中下部的侧摩阻力没有充分发挥。这些结论为超长群桩的理论研究、工程设计与施工提供有益参考。     

逆作法复合桩基承载性能的室内模型试验

通过对单桩、两桩以及四桩的逆作法复合桩基室内模型试验,研究在极限荷载作用下逆作法复合桩基的荷载与沉降关系及桩、土荷载分担特性。试验结果表明:逆作法复合桩基的荷载-沉降曲线具有两个拐点,分别对应封桩结束并加下一级荷载时刻和基础破坏时刻;逆作法复合桩基封桩前的沉降量介于浅基础与复合地基的沉降量之间,桩不直接参与分担上部荷载,只起到改善土体刚度的作用;合理选择封桩时机可以控制桩、土的荷载分担比;封桩后基础总体刚度大幅度提高,基桩不但参与基础受力而且控制基础沉降;在基桩达到极限承载力之前,基桩分担了大部分复合桩基阶段的荷载,基础的沉降也得到了明显的控制;在基桩达到极限承载力之后,上部荷载又大部分由地基土承担。     

单向循环荷载作用下饱和砂土中单桩沉降模型试验研究

通过饱和砂土中模型桩在单向循环荷载比(循环荷载幅值与桩的极限承载力的比值)分别为12.5%,25%,50%三种情况下的沉降试验,研究了模型桩在不同动力循环加载情况下的桩顶累积沉降和动位移幅值随振动次数的变化而改变的规律,拟合了沉降试验曲线的回归方程。对试验结果进行分析后得出:循环荷载比和循环次数是影响饱和砂土中单桩桩顶累积沉降的主要因素。     

夯实水泥土桩复合地基工作机理分析

分析了单桩荷载传递法沉降计算原理,并结合工程实例,运用荷载传递法结合Geddes公式计算了夯实水泥土单桩的荷载一位移曲线,并与实测结果进行了比较,对同类工程的设计和施工有较大的指导意义.     

灌注桩单桩荷载-沉降关系的新陈代谢灰色预测模型

建立了带残差修正的一维新陈代谢灰色模型 ,根据工程实际试桩资料对未压坏桩荷载 沉降性状进行了预测分析 ,探讨了灰色模型用于单桩荷载沉降关系曲线预测的具体技术和可行性。对未压坏桩后半段荷载 沉降曲线进行预测时发现 ,桩的破坏模式对预测的效果影响较大。对于渐进型破坏桩的预测 ,可取得很好的预测精度 ,且有良好的适用性 ;而对于陡降型破坏桩 ,预测效果较差。通过采取加密预测取点法和引入修正系数的措施 ,使得对于陡降型桩的预测精度有较大提高。     

大直径灌注筒桩轴向荷载-沉降曲线的一种解析算法

大直径现浇混凝土薄壁筒桩为主要应用于软弱地基处理的一种桩型。筒桩的荷载传递机理不同于一般的灌注或沉管实心桩,筒桩的荷载传递机理的复杂性制约了筒桩承载理论的发展与工程应用,其工程设计方法至今仍处于半理论半经验的状态。本文采用按桩顶沉降量控制基桩竖向承载力的计算方法,考虑土体强度沿深度线性变化的特性,并考虑大直径灌注筒桩土芯分担荷载以及筒桩与土芯内摩阻力发挥情况,采用一种桩内侧摩阻力、桩外侧摩阻力和桩端阻力共同传递荷载的模型,推导出一种沉管灌注筒桩的轴向荷载-沉降曲线的解析算式,并计算得到任意截面桩身轴力及内外侧摩阻力表达方程式。通过两个工程算例,验证本文公式的实用性。计算结果表明,土芯分担顶部荷载并提供内侧摩阻力,对提高承载力和减小沉降量都有贡献。     

由静力触探试验资料预估单桩的荷载——沉降关系及承载力

本文提出了一个直接由静力触探（两用探头）试验资料来预估单桩荷载－沉降关系和承载力的探索性方法，该法能够由静探资料算出荷载－沉降关系曲线，并将桩的承载力与沉降问题统一起来考虑。文内采用的荷载传递函数是连续、单调增加的非线性函数，提出了用桩端上部２Ｄ和下部４Ｄ范围内探头阻力的加权平均值法来确定桩端极限阻力的概念。对黄土地区内７根静压桩折计算结果与试验资料作了比较，结果较为满意。     

竖向荷载作用下单桩三维模型参数分析

运用大型数值分析软件GTS,通过设置摩擦接触单元来模拟桩与土之间的共同作用,对桩-土进行三维有限元模拟;分析了桩-土模量比、桩的最终剪力、剪切模量、法向刚度、桩端承载力等因素对桩荷载-沉降(p-s)曲线的影响。分析结果表明:在竖向荷载作用下考虑桩-土间接触与非接触对桩顶竖向位移影响较大;接触面最终剪力、剪切模量、桩端弹簧刚度及土体的弹性模量都会对单桩在竖向荷载作用下荷载-沉降曲线产生显著的影响,而桩端承载力和接触面法向刚度不会对桩荷载-沉降(p-s)曲线产生影响。     

桩轴向荷载－沉降曲线的一种解析算法

选用常用双折线荷载传递函数，本文导出了一组确定桩的轴向荷载－沉降曲线的解析算式，并由此分析了桩周和桩底土的影响以及桩承载力与其加载初始刚度间的关系。文中对几根桩的实测荷载。沉降曲线进行了理论拟合，表明本文公式在工程中是可用的。本文部分结论对弄清由刚度推求桩承载力的各种小应变动测技术（如动参数法、机械阻抗法等）的适用范围将具有实用价值。