大直径等截面桩与扩底桩的承载特性研究

基于荷载传递法和广义双曲线函数,建立了大直径扩底桩的单桩解析模型。利用ABAQUS软件建立等截面桩与扩底桩的有限元分析模型,土体用Mohr-Coulomb本构模型,桩体采用弹性模型,在桩土接触面间设立接触对。分析了桩底沉渣、扩底高度和扩底直径对大直径等截面桩与扩底桩承载特性的影响,得出桩身轴力、桩侧阻力和桩顶沉降等变化规律。结果表明,扩底桩可明显提高承载力并减小桩顶沉降;工程应用中应尽量减少桩底沉渣厚度。     

不同桩长对GFRP复合桩竖向承载性能影响研究

目的 探究不同桩长对玻璃纤维增强复合材料（GFRP）桩竖向承载性能的影响。方法分别对普通钢筋混凝土（RC）桩和GFRP复合桩的竖向承载性能进行研究,开展室内模型实验,同时利用有限元软件模拟不同桩长对其竖向承载特性的影响。结果 模型试验中,GFRP复合桩的竖向承载力大于RC桩,在桩顶荷载6 kN时,GFRP复合桩侧摩阻力占桩顶荷载的34.1%,RC桩占24.7%,GFRP材料明显改变了桩身的粗糙程度,使桩身界面摩擦特性增强,从而在较高的竖向荷载作用下,产生较小的端阻力。有限元软件模拟中,与RC桩相比,GFRP布与土体的摩擦系数比混凝土与土体的摩擦系数大,有利于GFRP复合桩侧摩阻力的发挥,相同桩长的GFRP复合桩端阻力占比明显低于RC桩。对比桩长5,10,15 m,RC桩,侧摩阻力值占桩基极限承载力的35.69%,42.44%,50.54%,GFRP复合桩的桩身侧摩阻力分别占桩基极限承载力的42.44%,63.09%,75.69%,表明GFRP复合桩是通过增加侧摩阻力来提高竖向承载力的,且桩长越长,GFRP复合桩承载性能提升越明显。结论 相同桩长的GFRP复合桩竖向承载力明显高于RC桩;...     

黄土地区扩底抗拔桩单桩承载性能探究

为研究扩底抗拔桩的抗拔极限承载力及桩身尺寸对承载力的影响,结合已有文献资料,对抗拔桩的荷载-沉降曲线进行分析判断,并结合规范及经验公式(初始直线斜率法、L1-L2法)对数据进行对比分析,并研究其变形规律:首先得出规范法计算粉质黄土地区抗拔桩极限承载力中桩身周长取值范围,验证了经验公式在实际工程中的实用性;其次,对不同桩长扩底桩的承载力进行研究,在一定范围内发现随着扩底抗拔桩桩长增加,其承载力也相应增加,6号桩长是7号桩长的1.45倍,但6号桩承载力较7号桩提高了2倍;最后利用Midas软件对单桩抗拔性能进行数值模拟分析,验证了数值模拟对桩基抗拔承载性能预测的可行性,为更好地研究抗拔桩提供了一些有效的方法。     

扩底单桩临界桩长的数值模拟

基于地基变形的概念对均质地基上扩底桩单桩在不同荷载大小、不同桩土模量比、不同头径比的临界桩长进行了有限元数值模拟 ,得出扩底桩单桩临界桩长与桩土模量比和头径比有关但在容许承载力范围内与荷载大小无关的结论。     

竖向荷载下群桩受力特性研究

竖向荷载下群桩基础的受力特性较为复杂,尤其是现场试验,由于受到荷载大、费用高、设备复杂等条件的限制,难以普遍开展.通过一定量群桩承载力的现场试验,结合计算机数值仿真分析研究竖向荷载下群桩基础的受力特性,结果表明:群桩整体承载力随桩中心距的增大而增大,但当桩间距S大于5倍桩径后,增大趋势不再显著;群桩中各桩桩顶应力分布很不均匀,但其随桩中心距、上部荷载的增加而逐渐趋于均匀;单桩长径比为20~30时,群桩承载力随桩长的增加而有效增加,超过此范围时,增加桩长,群桩承载力增加效果不明显.     

扩底单桩临界桩长的数值模拟

基于地基变形的概念对均质地基上扩底桩单桩在不同荷载大小、不同桩土模量比、不同头径比的临界桩长进行了有限元数值模拟,得出扩底桩单桩临界长与桩土模量和头径比有关但在容许承载力范围内与荷载大小无关的结论。     

大直径超长桩的承载潜力问题探讨

基于入和没入硬层时有限元数值模拟对比分析和持力层不同时同场地现场对比试验资料分析,对大直径超长灌注桩的承载潜力问题进行了探讨.结果表明:(1)大直径超长桩入和没入桩端硬层时其承载性能会有很大区别.桩入硬层后其承载力大大提高,其极限承载力为没入硬层的3.8倍以上;(2)通过桩底注浆使持力层强度提高后,大直径超长桩的承载力大大提高.和注浆前相比,注浆后桩的承载力提高了0.27—1.0倍以上.和非注浆的桩相比,注浆桩的承载力为非注浆桩的1.25—1.61倍以上;(3)有好的天然持力层时,应设法使大直径超长桩进入该持力层;无好的天然持力层时,可进行人工桩底注浆使桩端岩土层强度提高;(4)当大直径超长桩有了好的持力层后,应使桩顶的沉降尽可能的大,这样可使桩的承载潜力充分地发挥出来.     

浅圆仓砂土地基中静压单桩沉桩和承载力特性研究

为探究浅圆仓中静压桩沉桩及承载力特性,采用大型模型试验方法,还原了单桩沉桩和静载荷试验过程,分析了桩长、桩尖角对沉桩及承载力特性的影响。结果表明：静压单桩沉桩力学机制与桩尖角和桩长有关,且桩长对其影响较大;沉桩端阻力占终压桩力的比例高达80%,且存在沉桩极值深度为25D(D为模型桩的直径);沉桩挤密作用导致桩周侧压力随深度增加而逐渐趋近于被动土压力,但随着桩长增加相同埋深位置的桩周侧压力存在“退化”现象;单桩极限承载力随着桩尖角和桩长增加而增大,且为沉桩终压桩力1.04倍。研究结果对浅圆仓砂土地基中静压单桩设计和沉桩施工提供了理论依据。     

自扩式斜桩的承载性能

通过有限元模拟分析和模型试验相结合的研究方法分析了自扩式斜桩与竖直双桩的竖向承载性能，发现自扩式斜桩由于成桩过程中对土体的强烈挤压作用．其抗压和抗拔性均优于竖直双桩，而且随着自扩成桩夹角的变化，自扩式斜桩的竖向极限承载力亦相应变化，并存在竖向承载实用最优夹角．研究认为自扩式斜桩竖向承载性能优于竖直桩，又特别适用于构筑物的抗拔需要．     

扩底抗拔桩承载变形特性模型试验研究

为了解扩底抗拔桩的承载特性和桩身内力的分布.本文通过室内模型试验研究了长径比、桩身表面粗糙程度这两个因素对扩底桩极限抗拔承载力、桩身轴力和桩侧摩阻力分布的影响,并与等截面桩进行了对比研究.结果表明:(1)当桩身长径比L/d为15和40时,扩底桩能显著提高等截面桩的极限抗拔承载力,提高幅度为30.8%～85.7%.(2)扩底桩抗拔力主要由等截面段桩侧摩阻力和扩大头抗力两部分构成,前者占总抗拔承载力比重随加载的增加而线性减小,后者占总抗拔承载力比重随加载的增加而线性增大.极限状态时,对L/d=15与40的扩底桩,扩大头抗力占总抗拔极限承载力的比例分别为50%和35%.(3)扩底桩在桩端附近的轴力小于等截面桩,且轴力值随加载的增加呈线性增长趋势.(4)扩底桩在桩端附近的桩侧摩阻力由于扩大头的侧向挤土效应而显著大于等截面桩对应位置处的侧摩阻力.极限状态时,前者的值约为后者的3.8倍.(5)当扩底桩达到极限抗拔承载力时,扩底桩在桩端附近处的桩侧摩阻力未达到最值,有进一步增大的趋势.该研究成果可为扩底抗拔桩的桩身结构设计提供有益参考.