考虑土体固结的桩-土-承台非线性共同作用程序实现

提出了基于固结有限层的考虑土体固结的桩-土-承台非线性共同作用分析方法.在此基础上,介绍了相应的计量程序CPRI的实现过程,给出了主程序计算框图和桩土承台支撑体系计算子程序框图.通过程序PRI检验和算例分析,验证了程序的正确性.程序CPRI可以给出不同时刻桩-土-承台支撑体系的竖向位移、孔压、桩项反力和土体反力变化的情况,从而模拟了非线性共同作用下固结的全过程.     

桩基承台考虑桩土共同作用分析

本文综合应用弹性半无限体的布西奈斯克应力解、明特林应力解及地基沉降计算的分层总和法理论,推导出桩基承台考虑桩土共同作用的计算公式,并用实际工程进行了验证。     

桩-承台基础-土共同作用的非线性有限元分析

利用有限元方法,对桩—承台—土共同作用进行了探讨．采用邓肯张非线性弹性模型,并在桩与土的接触面上设置了ＤａｎｃａｎＣｌｏｕｇｈ 非线性弹性界面模型来模拟两种不同介质接触面形状     

桩—承台—土共同作用特性与桩基优化设计

本文用三维弹性有限元法研究了竖向荷载作用下,群桩基础中桩承台－基土的共同作用特性,着重研究了桩顶反力分布,承以分担经及沉降变形随ｓ／ｄ,Ｌ／ｄ及Ｅｐ／Ｅｓ诸因素的变化规律,并对桩基优化设计途径进行了初步探讨。     

承台与短桩共同作用的试验研究

本文通过上海软土地基中进行的单桩、承台与单(短)桩的五组对比静载试验,实测了桩身轴力、承台底板反力及桩顶、桩端沉降。根据试验实测结果,分析了承台与短桩共同作用机理,提出了建议,可供设计参考。     

基于岩溶地区承台、桩、土共同作用的计算方法

岩溶地区地质条件具有特殊性、复杂性。结合岩溶地区较典型的地质条件,针对刚性承台桩顶作用效应进行了讨论、分析,使桩顶荷载效应计算更接近于实际。桩顶荷载效应确定后便可按一般方法对单桩承载力进行验算及对桩基础进行结构设计。分别按不考虑和考虑承台侧面土体的作用计算。     

深水港码头高承台桩土共同作用数值模拟分析

某深水港码头方案设计提出了3种结构形式:斜坡堤结构、单排斜顶桩板桩、双排斜顶桩板桩。本文采用平面弹塑性有限元法进行码头施工过程模拟,重点研究了码头平台沿水平方向位移、桩身轴力与弯矩分布,并选取了具有典型性的2个断面,持力层分别为微风化花岗岩层与粘土层,侧重进行了不同方案比较。计算结果很好地反映出了高承台桩基受力变形特点,并总结出高承台桩桩土共同作用变形的几点规律,可为同类工程的建设提供参考。     

基础-桩-土共同作用的性状与承载力研究

本文是结合干船坞规范编制中的桩基问题,在调查研究和模型试验基础上提出的一份研究报告。文中通过同一种亚粘土上的不同桩距,不同入土深度,桩的不同排列和桩数,承台的不同设置方式(即高桩台、低桩台与无桩基础板)等方面进行了对比试验,并通过桩反力和土反力的荷载传感器及位移器实测了桩力、桩间土反力和变形。通过分析,对基础-桩-土的工作性状和设计的最优化尺度及承载力等方面,都有一些新的规律性的认识,有些研究成果已列入我国干船坞设计规范(1985)。     

层状土中考虑桩-土-承台相互作用的群桩基础承载特性研究

在桩-桩相互作用为弹性假定基础上,利用剪切位移法分析了层状地基土中桩-承台-土相互作用,考虑了加筋和遮帘效应对群桩基础沉降的影响,建立了层状土中考虑桩-承台-土相互作用的群桩承载特性分析方法。最后,对该方法计算结果与有限元计算结果和实测值进行了对比,结果验证了该方法的正确性。     

广义Gibson地基中单桩-土-承台共同作用简化分析

基于广义Gibson地基中单桩桩顶支承刚度和地基土支承刚度,结合单桩与承台间等效相互作用系数,建立了单桩–土–承台共同作用方程,提出了广义Gibson地基中单桩–土–承台共同作用简化分析方法。算例分析表明:简化分析结果与有限元分析结果、Butterfield解之间具有良好的一致性,验证了简化分析方法的合理性。参数分析表明:当桩的长径比l/d≥30,且承台与桩的半径比n≤4时,承台分担荷载较小,承台对带台单桩基础整体支承刚度的影响可忽略不计;弹性模量增加系数kE对带台单桩基础性状的影响比较明显,基础整体支承刚度与kE近似成线性增加关系。     

极限荷载下桩筏基础共同作用性状的室内模型试验研究

利用自制模型槽,通过设计系列单桩带台与群桩的桩筏基础模型试验,研究了极限荷载下桩–筏板–地基土的应力与变形性状。试验结果表明,常规桩距桩筏基础极限荷载下表现出实体深基础性状;而大桩距桩筏基础,基桩先于板下土体达到承载力极限状态,后续荷载基本由板下土体分担,验证了塑性支承桩理论。加载过程中,桩–土的荷载分担比不断变化,6d及以上桩距时,桩达到极限荷载后即趋于稳定。利用桩的极限承载力的桩筏基础设计,应考虑极限荷载与工作荷载下桩–土荷载分担比的不同性状差别。桩间距越大,桩对土体的侧向位移的"遮帘作用"逐渐弱化,板下土体的位移特征趋于天然地基的特征,桩端平面以下土体应力受板下土体分担荷载的影响越明显,6倍桩距可视为常规桩基与复合桩基的分界点。     

考虑时间效应的斜桩基负摩阻力室内模型试验研究

斜桩基是桥梁支墩、码头等工程中常用的桩基础形式,但是针对斜桩基础负摩阻力问题的研究却相对较少。进行了黏性土层中斜单桩及斜群桩在桩周土堆载固结条件下负摩阻力性状的室内模型试验研究,测得了桩侧负摩阻力、桩端阻力以及桩周土体分层沉降随固结时间的变化情况;并进行了同等条件下竖直单桩及竖直群桩试验作为比较分析。试验结果表明,斜桩和竖直桩桩侧负摩阻力引起的下拽力都存在明显的时间效应和群桩效应;在本文试验条件下,当桩–土相对位移达到2mm时,桩侧负摩阻力将达到其最大值的80%～90%左右。     

地下工程开挖卸荷既有桩基承载响应物理模拟及新进展

地下工程开挖卸荷引起的灾变问题一直是社会高度关注的问题之一,近年来中国多地发生了由基坑开挖或隧道建设诱发的地面变形、桩基倾斜偏位及建筑物垮塌等灾害事故,威胁人们的生命和财产安全。简要介绍传统地下工程开挖卸荷物理模拟存在的不足,对比概述了近20a间国内外有关基坑、隧道开挖对桩基影响的典型试验方法和试验装置(小比尺模型试验和离心机试验)。重点设计提出了一种地下工程开挖卸荷既有桩基承载响应室内综合模拟试验装置,并对模型设计原理及技术特点进行了分析,同时开展了邻近基坑开挖对既有工程桩水平承载力影响及工程阻隔物对地下水阻挡作用影响两类问题试验研究。最后,对卸荷桩未来的研究方向提出了一些建议和展望。     

竖向荷载下膨胀土桩基承载室内模型试验

利用自主研发的多向桩基加载系统,开展了室内模型试验,研究了膨胀土中桩基分别在最优含水率和饱和含水率条件下的下压和上拔荷载桩基的承载特性。试验结果表明:膨胀土含水率的变化,对抗压桩的极限承载力影响更为明显,对抗拔桩的极限位移影响更为明显。随着含水率的增加,尽管抗压桩和上拔桩的极限侧摩阻力均减小,且减小程度接近,但上拔荷载作用下极限侧摩阻力明显低于下压荷载的极限侧摩阻力。不同含水率条件下,抗压试验桩身极限侧摩阻力呈抛物线形分布,而上拔试验桩身极限侧摩阻力呈线性分布,含水率的增加使抗压桩和上拔桩的极限承载力显著减小,且抗压桩减小幅度更大,但抗压桩的极限承载力始终大于上拔桩的极限承载力。     

高陡岩质边坡上桥梁基桩模型试验研究

高陡岩质边坡上桥梁基桩的受力性状极为复杂,既要承受上部荷载,又要抵抗桩侧滑坡推力,具有承重与阻滑双重功能,且由于陡坡的存在,使得该类基桩与平地上无坡度的基桩在承载机理上存在明显差异。以竖向荷载下基桩挠曲微分方程为基础,采用方程分析法导出了高陡岩质边坡上桥梁桩基模型试验的相似准则,并以该准则为指导,开展陡坡桩基室内模型试验。通过室内试验得到了不同组合荷载及加载方式条件下基桩弯矩及桩顶水平位移的情况,探讨了该类桩受力性状,并获得基桩桩侧土压力、抗力分布形态及影响范围的情况,以助于更深入地了解陡坡上桥梁基桩的荷载传递机理,具有一定的理论和工程应用价值。     

振动波型对X形桩桩–筏复合地基动力响应影响的模型试验研究

基于大比例模型试验系统,开展砂土地基中现浇X形桩桩–筏复合地基的模型试验研究;分析正弦波与"M"波荷载作用下X形桩桩–筏复合地基的累计沉降、动位移幅值、动刚度、振动速度等的变化规律,初步揭示X形桩桩–筏复合地基动力响应机理。试验结果表明,桩筏复合地基的沉降s与荷载循环次数N的关系曲线可近似用对数函数描述;动位移幅值和动刚度与荷载形式和振幅有关。振动速度随深度增加而逐渐衰减,碎石垫层在振动速度向地基土传播过程中起到了良好的减震作用。研究成果为X形桩–筏复合地基的应用提供了参考依据。     

被动侧向受荷桩模型试验及颗粒流数值模拟研究

本文采用室内模型试验与颗粒流数值模拟相结合的方法对砂土中被动侧向受荷短桩桩土相互作用性状进行了较系统和深入的研究。在室内模型试验中,研究了短桩在松砂、中密砂、密砂中的挡墙荷载–位移关系,桩顶位移对挡墙位移的响应规律,及桩前、桩后土压力的分布和发展规律。通过开发颗粒流程序模拟室内模型试验在加载条件下桩土相互作用过程中的应力和位移的变化规律,与模型试验的结果进行了对比分析。本文的研究对揭示被动桩与周围土体的作用规律及更深入的了解桩土相互作用机理有参考价值。     

黄土冲沟斜坡桥梁桩基竖向承载特性模型试验研究

为了探明黄土冲沟地形条件对桥梁桩基础承载力的影响,首次基于自主研发的能充分反映黄土冲沟区域桩基础特点与工作性能的模型试验平台,分析不同冲沟坡度、不同桩长桩基的竖向承载力,桩身轴力及桩侧摩阻力的变化规律,并结合试验结果提出相关的工程技术建议。研究结果表明:1随着坡度的增大,相同桩长的桩基承载力呈降低趋势,承载力影响度逐渐增大,变化范围在7%~35%之间;2在一定范围内,桩基承载力随桩长增加增幅越大,桩长增加到一定程度时,承载力增幅逐渐变缓;3随着坡度增加,相同入土深度下的有效桩长逐渐减小;4黄土冲沟斜坡区域桥梁桩基设计应充分考虑防止桩周土体流失的工程技术。