加强型预应力混凝土管桩与桩帽连接处受弯承载力试验研究

桩基础在水平地震力作用下,产生弯矩和剪力在桩头最大,导致承台和桩身连接处过早发生破坏,因此,需要对桩与承台连接处进行加强,通过现场对制作的加强型试件填芯混凝土管桩进行水平往复加载,研究各级荷载作用下其裂缝发展变化,并绘制荷载位移、应变曲线,得出填芯混凝土管桩抗弯承载能力比普通管桩有大幅度提高,加强环劈裂裂缝的扩展使节点处抗弯承载力迅速降低。发生连接处破坏后,填芯部分和加强环仍保证其有较大承载力,而整个加载过程中加强环根部应变较小且阻止了管桩在出现裂缝前其节点处发生破坏。     

增设连接墙的双桩基础水平承载特性试验研究

桩基承受水平地震作用时,桩与承台处的弯矩和剪力值都为最大,为避免连接处过早发生破坏,需要对连接处构造进行加强。通过制作普通双桩基础和增设连接墙双桩基础两种形式的缩尺模型,进行低周往复加载对比试验,对两种试件在各级荷载下的荷载-位移曲线和桩身弯矩分布进行比较,得出增设连接墙的双桩基础水平承载力、耗能能力及抗弯刚度都较普通双桩基础有大幅度提高,且连接墙的存在使桩身弯矩峰值所在位置发生改变。     

水平荷载下加强型管桩与桩帽连接处受弯性能试验分析

对现场制作的加强型试件填芯混凝土管桩进行水平往复加载试验,研究各级荷载下裂缝的发展形态和破坏形式,得出管桩开裂先于加强环根部,且荷载达到最大时由于加强环的约束作用连接处未发生破坏,改善了连接处的抗弯承载能力;同时推导出填芯管桩的开裂弯矩理论计算公式并对实测结果进行验证;试件发生节点连接破坏后,结合试验各项参数推算出加强型试件节点处抗弯承载力公式并根据绘制的荷载-位移曲线计算出根部破坏时的抗弯承载力值,对其进行理论计算验证。     

劲性填芯管桩节点抗震性能试验研究

为了提高桩与承台连接节点的承载力,对管桩进行劲性填芯,并对劲性填芯管桩及普通填芯管桩进行室内节点抗震性能试验,对比分析了两种管桩在水平往复荷载作用下的荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、裂缝发展情况及抗弯能力。结果表明,劲性填芯能够使锚固钢筋和管桩更好地发挥其性能,且能大幅度提高桩与承台连接节点的水平承载力、位移及延性。     

玻璃纤维管再生混凝土柱轴心重复受压试验研究

为研究玻璃纤维管再生混凝土柱的轴压性能,对7根不同直径的圆形截面玻璃纤维管再生混凝土柱进行了轴向重复受压试验,分析了其破坏过程及破坏形态、特征荷载和位移、荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、荷载-残余位移曲线和骨架曲线.结果表明:截面直径较小的试件发生剪切破坏,截面直径较大的试件发生环向破坏,最终内部混凝土被压溃,各试件截面规整且均未发生扭曲破坏;玻璃纤维空管的承载力相对较低,破坏时属于脆性破坏;随着试件直径的增大,试件的轴压承载力和刚度逐渐增大;玻璃纤维管再生混凝土柱极限承载力相比玻璃纤维空管显著提高,在重复荷载作用下,玻璃纤维管再生混凝土柱具有较好的延性和耗能能力.     

输电线路PHC管桩单桩及群桩水平承载性能试验

依托淮南—南京—上海1 000kV交流特高压输电线路工程建设,选择淮南典型黏土地基,开展了3个带承台PHC管桩单桩、2×2和3×3两种布置方式下的5个PHC管桩群桩现场试验,分析了水平力作用下PHC管桩单桩及群桩基础的荷载-位移曲线特征,并基于试验得到的基础水平承载力特征值,进一步分析了PHC管桩单桩及群桩水平力承载性能。结果表明:水平力作用下PHC管桩单桩及群桩的荷载-位移曲线均呈"缓变型"变化规律,可将6mm水平位移所对应水平承载力的75%作为基础水平承载力特征值;基于单桩和群桩基础水平承载力特征值计算得到PHC管桩群桩效应系数为0.98,群桩基础水平承载性能良好;增大PHC管桩群桩的桩间距、扩大承台尺寸可显著提高PHC管桩群桩基础水平承载性能;当桩长达到一定长度后,桩长增加对提高其水平承载力并不显著。     

对增强型填芯混凝土管桩的水平承载力试验及理论分析

为了不使基桩在地震作用下由于节点的薄弱而提前失去承载能力,结合室内拟静力试验,对不同节点加强方式的管桩承台节点模型进行了水平承载力试验研究。对比了在节点处设置加强环和将普通填芯换做劲性填芯的试件节点的抗弯能力、裂缝发展情况和破坏模式,并依据实测的破坏荷载得出了相当于普通填芯混凝土管桩的桩体嵌入承台的深度,分析比较了试验试件与等效试件的裂缝发展情况和破坏形式,为桩基抗震设计提供参考和帮助。     

不同高厚比复合墙体在水平荷载作用下的实验研究

以现浇金属尾矿泡沫混凝土复合墙体为研究对象,共设计制作3组不同高厚比墙体试件,完成各墙体试件在水平荷载作用下的试验,水平荷载作用方向为平面外垂直于墙体,分析了各实验墙体的破坏形态、破坏特征等,研究了水平荷载作用下实验墙体的极限承载力、极限位移、荷载-龙骨应变曲线、荷载-位移曲线。     

方形不锈钢管海砂混凝土柱轴压性能试验研究

对12根方形不锈钢管海砂混凝土柱在轴心受压作用下的力学性能进行试验,主要参数为:含钢率和细骨料类型。研究了方形不锈钢管混凝土柱在轴压荷载下的破坏模态、荷载-轴向位移曲线、荷载-应变曲线,并将海砂和河砂对试件承载力的影响进行了对比。试验结果表明:与浇灌河砂混凝土的组合柱试件相比,不锈钢管海砂混凝土柱的破坏模态和轴向荷载-位移关系曲线并无显著区别,不锈钢管能对海砂混凝土产生有效的约束作用,证明了不锈钢管海砂混凝土在实际工程中应用的可能性。最后,采用中国、欧洲和美国的普通钢管混凝土规范对试验实测的极限承载力进行计算比较。     

方钢管活性粉末混凝土轴压柱力学性能试验研究

通过方钢管活性粉末混凝土轴压柱试验,以长细比、含钢率为试验变量,研究了试件的破坏形态、荷载-位移和荷载-应变曲线,并将试验承载力与普通钢管混凝土柱承载力计算公式得到的结果进行了对比。试验表明:方钢管活性粉末混凝土轴压柱的破坏形态分为腰鼓形破坏和剪切形破坏两种,其中剪切形破坏的试件试验后期强化作用明显,极限承载力随着钢管套箍系数的增大而逐渐增大,方钢管RPC柱的荷载-位移全曲线可分为:线弹性阶段、弹塑性阶段、下降段和强化阶段,部分试件还存在荷载持平阶段。     

预应力填芯管桩抗弯性能与延性特征的试验

在水平地震作用下,管桩与桩帽接合部要承受较大的弯矩和剪力的作用,现有的管桩标准图均在管桩顶部1m范围内按构造的要求设置填芯混凝土以提高空心管桩的承载能力,改善桩端延性,但目前对填芯混凝土管桩承载力和延性的了解甚少。通过对两组试件在低周反复荷载作用下的试验,研究填芯桩与非填芯桩的抗弯性能和延性特征。试验表明,填芯管桩的截面延性系数和抗弯承载能力均较非填芯管桩截面有较大的提高。     

挤扩支盘桩在湿陷性黄土地基中的浸水试验

通过对湿陷性黄土中的3根挤扩支盘桩进行预浸水静载荷试验。结果表明,支盘桩荷载-沉降曲线为缓变型,具有较好的承载性能,荷载传递规律与在非湿陷性黄土地基中具有相似的性质,桩身各段承载力的发挥具有明显的顺序性。试验结果为湿陷性黄土地基中支盘桩的应用提供了依据。     

钢管桩逆作复合基础竖向承载性能试验研究

为了研究砂性土中钢管桩复合基础的承载特性,设计了模型桩系列试验。结果表明:对于单桩复合基础,封桩前阶段的荷载全部直接由承台底砂土承担,封桩后阶段桩体达到极限承载力之前,桩体分担的荷载占荷载增量的73.5%～92%,当桩的承载能力达到极限后,随着荷载的继续增加,桩分担的荷载比例较之前衰减明显,而土体分担的荷载比例增加。钢管桩八桩复合基础中,桩身轴力在桩身上部的衰减梯度明显小于中下部,角桩衰减速率最大,边桩次之;桩身摩阻力自上而下逐渐发挥,桩顶以下1.55 m处摩阻力达到最大;每级荷载作用下,角桩的侧阻力大于边桩。钢管桩群桩复合基础的竖向承载力远大于相对应的高承台群桩承载力。     

新型混合配筋预应力混凝土管桩抗弯性能试验研究

提出"新型混合配筋预应力混凝土管桩"的概念,即在预应力混凝土管桩中加入一定数量的非预应力钢筋,形成水平承载混凝土复合截面,以提高预应力管桩的抗弯承载力和延性。通过对5种配有非预应力钢筋的新型混合配筋预应力混凝土管桩(每种形式制作2根)与2根普通预应力混凝土管桩的对比试验,结果表明配置非预应力钢筋后的新型管桩具有好的抗弯性能。最后,基于GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》和试验结果,提出新型管桩的抗裂弯矩计算公式;推导了新型管桩抗弯承载力设计计算理论公式;计算结果与试验结果符合良好。     

预应力钢绞线超高强混凝土管桩受弯性能研究

为解决普通预应力超高强混凝土管桩水平承载力低和变形能力差的问题,提出了预应力钢绞线超高强混凝土管桩。通过3种常用桩型6根试件的足尺受弯性能试验、有限元分析,对比了预应力钢绞线超高强混凝土管桩与普通预应力超高强混凝土管桩在抗裂性能、受弯承载力、变形能力及破坏特征等方面的差异。研究结果表明：以钢绞线替代钢棒作为主筋可以有效提高管桩受弯状态下的变形能力和承载力;预应力钢绞线超高强混凝土管桩均以受压区混凝土压碎破坏,而普通预应力超高强混凝土管桩均以预应力钢棒拉断破坏;所建立的数值模型可以合理预测管桩的受弯性能,模拟得到的桩身裂缝分布与试验结果吻合较好。     

重庆码头大直径深嵌岩短桩水平承载力试验研究

在码头建设过程中,由于山区场地条件的限制,大直径深嵌岩短桩在工程中得到了使用,但是在水平荷载作用下,相应的原位试验研究还比较缺乏。通过采用对顶法对重庆码头大直径深嵌岩短桩的水平承载特性进行测试,分析包括桩顶的荷载-位移曲线、水平位移分布规律以及桩身弯矩及剪力的分布情况。研究结果表明:大直径深嵌岩短桩水平荷载与位移关系基本呈直线分布,增加桩长对改善其水平受力性能较为有利;从桩土的侧向变形来看,变形主要发生在上部填土处,表层处土体的密实度及桩径大小对侧向变形影响较大;从桩身的内力分布来看,桩身弯矩在距离地表6 m处最大,最大剪力主要分布在地表附近。     

CFG桩复合地基现场荷载试验研究

通过现场荷载试验分析CFG桩单桩和复合地基承载力特性,研究褥垫层的作用机理,验证了采用振动沉管施工CFG桩来处理深厚超软地基是可行有效的。CFG桩单桩承载力取决于桩体和地基土强度,与桩间距关系不大;复合地基承载力与桩间距关系密切;对于超软地基而言,褥垫层不仅能保证桩土共同承载,调整应力分布,提高地基承载力,还能起到水平排水和促进地基固结的作用。设计和施工时应注重桩长和褥垫层的质量。     

位移观测桩在软土地基施工中的应用效果

在全面测量温州发电厂三期工程主厂房桩基工程观测桩桩位的基础上,对几个典型桩位的桩体水平位移进行的统计分析表明,果用监测观测桩、调节沉桩速率和施工流水等措施能保证工程桩的水平偏移在可控制范围内。设置观测桩对预应力混凝土管桩在软土地基施工中具有指导意义。     

管桩静压施工的终压力研究

合适的管桩静压施工的终压力条件是保证桩基所需的竖向极限承载力的关键,通过管桩自身的承载能力及具有多点式夹桩机构的桩机抱压施工时对桩所产生的作用力分析,结合聊城地区几例预应力高强混凝土管桩静压施工的终压力值与静荷载试桩结果,讨论终压力满足单桩竖向极限承载力的条件,获得了在粉土粘土做持力层条件下的终压力与单桩竖向极限承载力之间的关系系数。     

刚性桩复合地基水平受力性能有限元分析

应用静力弹塑性有限元方法分析了群桩刚性桩复合地基在水平荷载作用下的反应规律 ,考察了不同设计参数对复合地基水平受力性能的影响 ,得到了水平荷载作用下桩身内力的分布规律。计算结果表明 :竖向荷载的大小对复合地基的水平承载力以及在水平荷载作用下的破坏模式有所影响 ;适当厚度的垫层可减小桩所分担的水平荷载 ,有利于桩身的安全。