基于桩侧广义剪切模型的大直径超长灌注桩承载变形计算方法

大直径超长灌注桩桩身变形较大,桩侧与土体易出现明显的界面滑移,传统剪切位移法难以适合其承载变形计算。基于大直径超长灌注桩桩–土剪切作用性状及桩侧摩阻力发挥特点,采用剪切位移和剪切滑移两阶段法描述其桩侧摩阻力发挥过程,形成桩侧广义剪切模型;在此基础上,采用传递矩阵增量方式建立大直径超长灌注桩承载变形计算方法,并给出计算参数的取值。该方法考虑了桩侧摩阻力发挥的非线性、桩端承载的非线性及桩身材料的非线性,并考虑了桩–土滑移后桩侧摩阻力软化特性及桩端后注浆对桩端承载性状的影响。工程实例计算结果与现场试桩实测值较为吻合,表明基于桩侧广义剪切模型建立的大直径超长灌注桩承载变形计算方法具有合理性与可行性。     

基于模型试验的柔性桩轴力分布函数修正

桩基计算中的弹性理论法、荷载传递分析法和剪切变形传递法都是从单桩分析开始,然后基于一定的假设或重复使用应用于群桩,由此可见对单桩进行研究的必要性。本文采用室内模型试验的方法,利用自行加工设计的模型箱,对柔性桩的轴力和桩侧摩阻力等特性进行了研究。结果表明:长径比L/D对桩身荷载传递影响很大;在此基础上通过引入桩端土与桩侧土刚度比,对现有的轴力分布函数进行了修正,并利用修正后的分布函数对模型桩的轴力进行了计算。计算结果与试验结果较为一致,表明修正后的轴力分布函数能够更为准确地反映出单桩的轴力变化规律。     

基坑开挖卸荷工程桩受力及变形特性分析

基坑开挖将引起坑底土体大面积回弹,带动坑内工程桩向上位移,改变桩土间受力状态。立柱桩上抬还将影响基坑的支撑体系,对基坑整体稳定性产生不利影响。本文基于桩弹性理论方法,充分考虑大面积基坑分步开挖卸荷、土体回弹对工程桩受力及变形的影响,采用残余应力法对土层回弹量进行计算,结合回弹量计算结果建立大面积基坑开挖工程桩位移和受力计算理论模型,分析桩顶荷载、基坑开挖深度以及桩长、桩径对桩侧摩阻力及桩土位移的影响,最后通过与工程监测数据对比验证结果的可靠性与合理性。计算分析结果表明,桩顶荷载、基坑开挖深度、桩长及桩径对桩侧摩阻力及桩土位移产生明显影响,随着基坑开挖深度增加桩侧将出现负摩阻力,可能引起桩身产生拉应力导致破坏。     

单桩非线性沉降计算的剪切位移法

在对单桩的工作机理及受荷过程中桩与桩间土的受力分析特征进行分析探讨的基础上,充分考虑桩侧土体的非均质及非线性特点,假定桩侧土剪应力与剪应变的弹塑性关系,应用剪切位移法分别导出在弹性阶段以及弹塑性阶段非均质土中桩顶荷载与桩顶位移的关系式。运用ABAQUS软件以及工程实际试验与其对照比较,其结果表明该计算方法是可行的。     

箱桩复合地基的压缩变形计算法

箱桩复合地基的压缩变形，主要产生于桩尖下卧层土的压缩变形，惯用的分层总和法都未考虑土的结构强度（先期团结力Pc)影响，本文根据许多文献介绍，提出考虑土的结构强度的分层总合法，计算结果较能符合实际。     

珊瑚礁钙质土中桩基工程承载性状研究

 博士学位论文摘要　在钙质土这种特殊岩土介质中的桩基工程具有特殊的承载性状。本文全面综合了钙质土中桩基工程现有的研究成果, 通过室内模型桩试验、理论分析、数值计算等方法对钙质土中的桩基承载性状进行了系统的研究。(1) 简要分析了钙质砂砾特殊物理力学性质, 提出了一种考虑内摩擦角随围压增大而减小的钙质砂非线性剪胀K2G 模型;(2) 详细分析了钙质砂中桩侧摩阻力性状及其影响因素, 通过桩土界面摩擦特性研究, 从桩土共同作用角度出发, 指出了桩侧土的压缩性是影响挤入桩桩侧阻力的重要因素, 因颗粒破碎而产生较大压缩性是钙质土低桩侧阻力的重要成因, 并在此基础上, 探讨了考虑桩侧土压缩性的挤入桩桩侧阻力理论计算方法;(3) 详细分析了钙质砂中桩端阻力性状及其影响因素, 指出桩端土的颗粒破碎而产生较大变形是造成低桩端阻力的主要原因。同时结合球形孔穴扩张桩端破坏模式, 提出了一个考虑变形参数的桩端阻力计算理论模型, 并在此基础上建立了一个简单计算模型;(4) 针对珊瑚礁软硬互层地基问题, 提出了拟三层弹性连续体系中桩端持力层应力分析模型, 建立了该类地层桩端阻力理论计算模型的解析解, 并由此解决了桩端礁灰岩层的冲剪阻力计算问题和临界厚度的确定方法;(5) 在考虑钙质砂桩基承载性状特征前提下, 运用荷载传递函数法, 成功地导出了变剪切刚度系数的单桩荷载——沉降非线性计算模型的解析解, 并进行了试验验证;(6) 分析了珊瑚礁区典型特征波浪对大、小直径桩的波浪力, 通过模型试验, 分析了钙质砂中桩基水平承载性能, 并进行了与一般石英砂的对比分析。     

广义剪切位移法分析桩－土－承台非线性共同作用原理

本文将剪切位移法推广到分析在承台基底压力作用下桩周土的非线性变形原理，分别用桩侧土剪应力与剪应变关系的双曲线式和分段线性式导出其显式解；以解析公式的形式给出全量式与增量式的拟塑性剪切变形系数和受承台、邻桩及桩端阻力影响的拟弹塑性柔度矩阵，建立起分析桩－土－承台非线性共同作用的数值方法的基础。实例计算结果表明了该方法的合理性和有效性。     

广义剪切位移法分析桩－土－承台非线性共同作用原理

本文将剪切位移法推广到分析在承台基底压力作用下桩周土的非线性变形原理，分别用桩侧土剪应力与剪应变关系的双曲线式和分段线性式导出其显式解；以解析公式的形式给出全量式与增量式的拟塑性剪切变形系数和受承台、邻桩及桩端阻力影响的拟弹塑性柔度矩阵，建立起分析桩－土－承台非线性共同作用的数值方法的基础。实例计算结果表明了该方法的合理性和有效性。     

堆载作用下钻孔灌注长桩的性状研究

地基土承受大面积堆载作用时 ,就会产生沉降 ,在土体沉降作用下 ,桩侧就会产生负摩阻力 ,本文从桩 土相互作用的机理出发 ,采用太沙基一维固结理论和剪切位移法 ,求出地层沉降过程中桩侧负摩阻力、桩身轴力随深度和时间的变化规律 ,并与现场实测值进行对比 ,为钻孔灌注长桩的设计和计算提供理论参考。     

横向受荷桩桩侧土体位移应力分布弹性解

基于桩土共同工作机理推导出横向受荷桩桩侧土体内位移与应力分布的弹性解析解,可用于分析土体中某点在水平力作用下位移及应力应变的变化规律。根据土体变形模量与位移的近似关系获得桩侧地基土体的模量分布与加权模量,将其用于有限元–有限层法进行横向受荷桩的受力变形分析,可近似考虑土体的非均质与非线性等特性,并编制出计算程序。最后,结合工程实例讨论了不同桩侧土体变形模量分布模式对桩身内力变形的影响规律。对比分析结果表明,基于地基加权刚度的有限元–有限层法能更合理地分析桩土共同工作。     

基于弹塑性简化模型的摩擦桩单桩沉降分析

在分析摩擦桩桩身荷载传递规律和桩侧摩阻力的分布的基础上,根据桩土之间是否滑动,把整个桩土界面划分为弹性区和塑性区,建立了弹塑性桩土简化模型,并给出了桩侧摩阻力的计算公式。采用Mindlin解计算侧摩阻力在土层中产生的附加应力和沉降,根据桩体平衡条件和在无摩阻力区桩土位移没有相对滑动趋势条件,推导出计算单桩沉降公式。计算结果表明,相对传统的弹性解,该方法具有更高的精度。     

桩土界面荷载传递双曲线函数的一种确定方法

围绕桩刚度计算中荷载传递函数的参数取值问题,进行了系统的研究.首先介绍了桩刚度计算方法位移协调法的原理,并自编了VBA计算程序.利用VBA计算程序分析了荷载传递双曲线模型桩侧土起始剪切刚度、极限桩侧摩阻力以及桩端土起始抗压刚度和极限桩端阻力等4个参数对桩刚度曲线的影响.结果表明,起始剪切刚度和起始抗压刚度控制着桩的前期...     

多层土中的单桩沉降

将剪切位移法推广用于计算多层土中的单桩沉降,推导出相应的理论计算公式。利用该公式可方便地计算多层土中的单桩沉降以及桩身轴力、位移和桩侧摩阻力。     

对“水平荷载桩桩土共同作用全过程分析”讨论的答复

笔者的论文“水平荷载桩桩土共同作用全过程分析”(以下简称原文 )引起了吴恒立教授的关注 ,笔者感到很高兴 ,对吴恒立教授提出的问题答复如下 :　　 (1)原文的研究主要基于以下原因[1 ] :①水平荷载作用下钢筋混凝土桩与土的共同作用研究长期限于弹性范围 ,即或考虑了桩侧土的非线性抗力表现 ,桩身依然为弹性 (例如 ,弹性地基反力法 ) ,桩土接触界面基本上未专门研究。事实上 ,桩身、桩土界面及桩侧土在较大变形下均呈现明显的非线性 ,由于现行规范对桩承受水平力有较严格的限制[2 ] ,采用上述弹性分析可以基本满足工程要求 ,而深入的全过程分析由于其复杂性和计算手段的困难长期未有显著推进。②大型     

苏联建筑法规СНиПⅡ-Б.5-67(桩基础设计标准的摘译) 第四章 桩基础设计

桩的承载能力应是指桩的计算强度。按桩尖下土层的指标,桩会为摩擦桩与端承桩。摩擦桩是指沉入不同压缩性土层并且桩尖也支承在压缩性土层上的桩。如果桩尖下有高压缩性软土,则桩的承载力主要取决于沿桩侧表面土的强度,而与桩尖下土的强度关系较小如果在桩尖下有密实的低压缩性土层,则桩的承载力主要取决于桩尖下土的强度,并某种程度上取决于沿桩的侧表面土的强度。端承桩是指尖下为岩石类土及大块碎石类土等实际上是非压缩性土层的桩。端承桩的承载力完全决定于桩尖下土的强度。不考虑沿侧表面土的强度,因为它只能在桩下沉时出现,     

单桩非线性沉降分析模型

以弹性理论为基础,提出一种单桩非线性沉降分析新模型.提出的模型可同时考虑桩底土的非线性、桩侧界面接触非线性及桩周土体受剪的非线性变形.该模型中,假设土体作用力只对其位置产生非线性变形,而对其他位置则产生线性变形.非线性位移影响因子根据现场荷载试验或由荷载-位移双曲线关系得到,而线性位移影响因子则采用弹性理论的Mindlin解进行计算.采用刚塑性模型处理桩土界面的接触非线性,借鉴荷载传递法的合理成分,既考虑土体的连续性,同时又考虑其位移传递能力的有限性,因而更为合理实用.2个工程实例的计算结果表明,该模型与实测结果吻合较好.     

基于广义协调变形的直桩弹塑性分析

考虑桩土作用界面存在虚拟剪切带,基于Mindlin位移解,用广义协调变形方程建立桩与土之间的协调方程。假设桩身为完全弹性,桩土界面为双曲线模型,建立方程组,采用有限差分方法求解。较好的模拟了桩土界面的相对滑移,对传统的桩土相互作用偏大做出了合理的解释。分析了多个工程实例,计算结果与实测结果比较一致。     

水平荷载下桩侧土体位移分布的弹性解及其工程应用

首先基于桩土共同工作理论推导出水平荷载作用下桩侧土体内的位移与应力径向分布的弹性解析解;然后,根据变形模量与位移的近似关系确定桩侧地基土体内的变形模量分布,并通过一定范围内的加权平均获得地基土的加权模量,再由有限层法获得地基加权刚度,由此可近似考虑土体的分层与非线性特征。在此基础上,用VB6.0编制出改进的水平受荷桩有限元—有限层计算程序。最后,结合某工程实例,采用所编制的程序讨论了不同桩侧地基土体变形模量分布模式对桩身内力分布的影响规律,对比分析结果表明,基于地基加权刚度的有限元—有限层法能更合理地分析水平受荷桩。     

桩土变形计算模型和变刚度调平设计

不同基宽压缩层深度、基础和桩侧土变形范围、双桩相互影响系数以及桩顶荷载分布的测试结果说明 ,土 -土、桩 -土、桩 -桩相互作用效应较连续介质弹性理论值明显弱化。这是导致按弹性理论计算沉降和相互作用影响偏大的基本原因。本文提出土 -土、桩 -土、桩 -桩相互作用影响计算修正模型 ,应用于高层建筑地基 -基础 -上部结构共同作用计算 ,工程验证表明实测沉降等值线与计算接近 ;并提出共同作用变刚度调平优化设计概念与方法 ,应用于 7项工程 ,收到了大幅节约桩基造价、减小差异沉降的效果。     

桩基水平荷载计算理论研究现状述评

单桩水平承载力计算理论包括极限地基反力法,弹性地基反力法,P-Y曲线法.极限地基反力法未考虑地基反力与位移的关系,只适用于刚性短桩.弹性地基反力法分为线弹性及非线性弹性法,线性弹性法假定土反力和水平位移成线性关系,因而只适用于小变形.而非线性弹性由于可以描述桩基的非线性性质,可以适用于大变形.P-Y曲线法考虑了桩土作用的非线性和土的塑性影响,对大小位移的情况以及静、动荷载均适用,是目前国内外比较流行的一种方法.群桩水平承载力计算理论主要包括群桩系数法,弹性理论法,P-Y曲线折减法.群桩系数法关键在于如何确定群桩系数,弹性理论法关键在于选取恰当的土质参数,P-Y曲线折减法采用的经验公式依赖于少量模型试验,其通用性尚待验证.