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。     

荷载传递法研究单桩荷载-沉降关系进展综述

荷载传递法概念明确,能反映桩土体系的荷载-沉降主要工作机理,同时具有计算简单、实用性强的优点。根据桩侧和桩端土体的物理力学特性,利用荷载传递方法来确定桩的荷载-沉降关系,是近年来国内外学者广泛关注的问题,对工程界来说,研究这种方法也是很有必要的。分别从荷载传递函数类型、数值计算方法和参数选取及其优化等方面加以概括,总结了单桩荷载传递法近年来的最新进展。今后的工作中,应更加重视通过荷载传递机理分析和试验对比,得出较为实用的地区经验参数,指导设计和施工。     

非均质地基中桩的荷载传递特性

考虑了非均质地基,对现有的荷载传递模型进行了改进,采用“桩顶荷载等值法”来计算竖向受荷单桩的荷载-沉降曲线,同时编制了计算机程序,并将用该方法所得的荷载-沉降曲线与现场实测的数据进行拟合对比,结果比较吻合。最后,分析了桩长、桩径、桩身混凝土弹性模量等参数对荷载-沉降曲线的影响,得出了一些较有意义的结果。     

单桩荷载传递法统一三折线模型的解析与应用

荷载传递法作为一种较为简单的确定单桩荷载-沉降关系的方法,具有线性和非线性等多种荷载传递函数形式,且各自具有其适用性。在对单桩承载机理的理论分析的基础上,提出了同时考虑桩侧、桩端弹性阶段、塑性阶段以及滑移阶段在内的统一三折线荷载传递模型,并导出了沉降曲线的解析解。该模型具有更广泛的工程应用性,可以拟合不同类型单桩发挥承载作用中可能出现的9种荷载-沉降关系,通过对桩顶不同刚度的讨论,可以更好地通过荷载-沉降曲线来反应桩身受力情况。最后利用该模型结果进行实际工程案例拟合计算和验证,吻合误差较小,具有一定的工程适用性,故此模型可应用于单桩分析或拟合土体参数。     

基于荷载传递模型的单桩-沉降计算研究进展

荷载传递法广泛用于桩基沉降的计算中,其关键在于荷载传递函数的选择及相关参数的确定,国内外学者就其函数的选择和参数的确定做了大量的研究和试验,证明双曲线函数能更好的模拟桩土间非线性的关系,就桩侧荷载传递模型的研究发展及计算步骤做了综述,总结了土在不同的本构关系下,桩侧荷载函数的表示方法,同时,充分利用位移协调条件,采用迭代算法计算桩身沉降和桩侧阻力。     

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。     

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。     

条形抛物线荷载下桩网结构路基的附加应力计算

高速铁路严格的工后沉降控制标准对沉降计算的精度提出了高要求，沉降计算精度的提高很大程度上依赖于地基附加应力计算精度的提高，因此附加应力的计算问题尤为重要。针对桩网结构路基现有研究中对桩间土荷载均匀分布和对称三角形分布的假设，提出桩间土荷载呈抛物线形式分布的假定；从推导桩网结构路基桩间土条形抛物线荷载的分布函数着手，提出条形抛物线荷载下弹性地基的附加应力计算公式；通过数值模拟验证理论推导的正确性和可靠性，并结合工程实例分析验证所提的桩网结构路基附加应力计算方法的合理性和优越性。研究成果可为提高桩网结构路基的附加应力计算精度提供参考。     

用荷载传递法计算深长大直径嵌岩桩单桩沉降

考虑到嵌岩桩所处土层、岩层特点,采用双折线荷载传递函数,用荷载传递法导出深长大直径嵌岩桩单桩沉降计算的解析公式.利用导出的单桩沉降解析公式,根据所收集的35根南京地区深长大直径嵌岩桩试桩资料,采用非线性优化方法,进行了荷载传递函数参数的识别分析,得到了南京地区大直径嵌岩桩沉降计算荷载传递函数参数值,所导出的参数值可用于单桩沉降计算.     

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。     

刚性桩复合地基沉降计算方法

 基于原状土切线模量法,对刚性桩复合地基的沉降计算提出一种新的沉降计算方法。该方法用切线模量法分别计算基础下土体和刚性桩的荷载–沉降过程曲线。依据共同作用时桩和桩间土的沉降相等的条件,对土体和刚性桩的荷载–沉降过程曲线进行复合得到刚性桩复合地基的荷载–沉降过程曲线,则刚性桩复合地基的沉降可以根据其荷载–沉降曲线得到。对于有复合地基的载荷试验的情况,提出直接利用其试验曲线建立复合地基的双曲线切线模量方程,利用该方程计算实际基础的沉降。通过工程实例表明,新的沉降计算方法具有较好的精度。     

基于ADINA的桩基荷载-沉降全过程计算

对桩基计算理论进行了概括,介绍了利用ADINA软件进行桩基荷载-沉降全过程计算的方法和步骤,探讨了几个主要参数对计算结果的影响;对2根试验桩进行了内力测试,并利用ADINA软件模拟了荷载-沉降全过程,得出了不同土层桩侧摩阻力的变化规律,并与实测值进行了对比;分析了ADINA计算系统的优势及不足,提出了使计算更符合实际的改进方向。结果表明:ADINA计算结果与实测结果吻合良好,可对桩基础进行优化设计。     

刚性桩复合地基优化设计

 采用原状土切线模量法分别计算地基土和桩基的非线性P-S(荷载–沉降)曲线。假设两者为相对独立的体系,在桩和土的位移相等的条件下,根据桩和土的P-S曲线确定桩和土分担的荷载。通过控制沉降量和调整垫层的厚度,协调桩、土的相对刚度,使天然地基和桩基的承载力充分发挥;通过优化设计,使土和桩分担的荷载及沉降都达到要求的目标,从而使刚性桩复合地基的设计达到比较理想的优化状态。最后,通过工程案例说明该方法的实施过程。     

非均匀土中考虑桩端土体硬化效应的单桩解析算法

桩侧和桩端采用不同的荷载传递函数 ,并将桩侧土体沿深度变化的剪切模量和强度进行线性拟合 ,在此基础上提出了一种非均匀土中单桩沉降的解析算法 ,推导了一系列单桩沉降解析表达式 ,计算结果可直接用于单桩分析 ,同时讨论了参数的取值问题 ,给出了简单的参数取值方法 ,计算结果与实测结果基本一致 ,证明了此方法的可行性。     

端承型基桩的桩-土作用机理研究探讨

针对端承型单桩的桩-土作用机理，提出了复杂介质中端承型单桩的地基-基础模型，将“广义弹性理论法”、“镜像法”、传递函数法、线性变形层理论和优化反分析方法相结合，给出了一种分析计算复杂地基中端承型单桩承载性能计算的理论方法。并针对桩尖嵌岩深度的不同情况进行了探讨，给出了嵌岩桩的理论模型和计算分析方法。利用该方法所编制的优化反分析计算程序，不仅能根据地质资料计算端承型单桩的荷载-沉降关系，而且可根据现场静荷载试验所得的荷载-沉降曲线反演分析桩周及桩端土层的岩土力学参数值，所得数据能真实反映单桩工作性态，为工程设计和计算提供理论依据。将该程序应用到工程实例中，取得了较为令人满意的结果。     

考虑时效性的静压桩荷载–沉降关系预测方法

考虑天然饱和黏土地层的原位力学特性,采用圆孔扩张模型考虑沉桩效应,结合太沙基一维径向固结理论推导了桩周土再固结过程中土体强度和剪切模量的解析解。在此基础上,根据桩基加载过程中桩侧土体的剪切变形特性,采用指数函数型荷载传递曲线分别建立了静压桩的桩侧和桩端荷载传递模型,提出了考虑时效性的静压桩荷载–沉降关系理论预测方法。通过现场试验对本文解答进行验证,研究了沉桩结束后静压桩荷载–沉降特性随时间的变化规律,分析了静压桩沉桩后不同历时的荷载传递特性。研究结果表明,沉桩结束后静压桩承载特性的变化主要是由于桩侧承载特性的提高;特定休止期后的静载试验结果与静压桩真实承载特性存在一定差异。因此,实际工程中应根据桩周土体力学特性的改变结合静载试验合理确定静压桩的承载特性。     

Pile End-Bearing Capacity of Sand Related to Soil Compressibility

A simple method based on theoretical and experimental considerations is presented to predict the pile end bearing capacity and load-settlement curve in sands in relation to soil compressibility. The key to the method is in the assumption of a failure mode with a spherical cavity expansion pressure given as a function of the soil compressibility, shear stiffness and friction angle. The practical prediction of pile end-bearing capacity in sandy ground is discussed in terms of a compressibility factor, friction angle and shear stiffness. Further, the pile tip settlement behaviour is also discussed based on an empirical model incorporating the pile end bearing capacity from a cavity expansion analysis with a Kondner type hyperbolic function. The applicability of the proposed method is verified by comparing the predicted results with the results from a series of model pile load tests and a database for in-situ pile load tests in sands.     

砂土中桩的刺入变形与端阻力发挥的初步研究

对桩端周围土体的性状进行了分析,引入考虑桩端土体压缩特性双曲线函数,将桩端阻力的发挥同桩的刺入变形联系起来。采用考虑桩端土体可压缩特性的双曲线函数,对上海地区砂性端承土及现场试桩中端阻力与刺入变形关系进行了分析,结果表明模式是可行的。但在许多方面仍有不确定性,有待深入的研究。     

黏土地基中新旧混合群桩承载和变形的非线性分析方法

受沉桩效应的影响,天然饱和黏土地层中新设静压桩与场地既有旧桩的承载特性存在显著差异,导致新旧混合群桩基础与传统新建群桩基础呈现不同的承载特性。针对新桩和旧桩桩周土体的力学特性,分别研究了饱和黏土地层中新桩与旧桩的单桩沉降计算方法。在此基础上,考虑土体的成层性、桩土相互作用的非线性和群桩沉降中的遮拦效应,提出了饱和黏土地层中新旧混合群桩基础的荷载-沉降关系非线性分析方法。通过工程实例验证分析,对不同布置形式的群桩基础的承载特性与荷载-沉降关系进行了探讨。研究结果表明,文中提出的分析方法能够合理反映饱和黏土地层中新旧混合群桩基础的承载特性,并预测其荷载-沉降关系,可为实际工程中新旧混合群桩基础的设计提供参考。     

灰色预测法在单桩竖向静载荷试验中的应用

根据灰色理论,建立了单桩荷载-沉降关系的SGM(I,1)模型,介绍了运用该模型在有限的实测数据条件下预测单桩完整的荷载-沉降关系以及单桩极限承载力的方法,并通过工程实例的计算分析,证明该模型具有良好的预测精度,满足工程实际需要。