基于CPTU测试p-y曲线法及其在桩基水平承载中的应用

 孔压静力触探(piezocone penetration test,CPTU)原位测试提供的是最直接、最原始的土性参数,可以精细化反映土层信息随深度的非线性变化。采用原位测试CPTU锥尖贯入参数对桩基水平承载力进行评价,建立锥尖参数与p-y曲线参数的综合对应关系,提出基于CPTU原位测试的单桩p-y曲线计算及水平承载力确定方法。依托典型场地(靖江长江漫滩,宿迁废黄河泛滥区,苏州昆山太湖流域)水平试桩资料,对比验证了CPTU法p-y曲线模型的准确性及其在桩基水平承载预测中的可行性。结论表明：CPTU测试p-y曲线法能准确反映水平受荷桩的土抗力发挥特点,是一种高效、快速的桩基水平承载力确定方法。     

基于CPTU评价桩基水平承载特性研究综述

根据基于孔压静力触探(CPTU)测试技术评价桩基水平承载特性的相关文献,对目前CPTU测试技术评价桩基水平承载特性的方法进行了综述,对比了CPTU测试技术以及另外几种原位测试技术——旁压仪测试(PMT)、扁铲侧胀仪测试(DMT)、标准贯入仪测试(SPT)分析水平受荷桩承载力和变形的原理以及预测结果。通过分析不同方法的评价结果,归纳了几种技术各自的优势和不足。分析结果表明:与其它三种技术相比,CPTU能够获得连续的数据,采集数据量大,测试精度高,既可以与桩基水平承载力直接建立关系,又能通过估算土体参数设计p-y曲线,在评价桩基水平承载特性方面具有广阔的应用前景。侧壁摩阻力和孔隙水压力对锥尖阻力与桩侧土抗力关系的影响有待进一步研究。     

深厚软土区大直径桩水平承载特性现场试验研究

在桥梁工程中,桩不仅要承担较大的竖向荷载,还需要承担波浪、风、地震、车船撞击力等水平荷载.基于对2根大直径钻孔灌注桩水平静载试验,分析深厚软土地基中钻孔灌注桩水平受荷的承载特性,通过分析可知:m法计算结果与实测值偏差较大,p-y曲线法与实测值较为接近且计算结果偏于安全.     

基于静力触探试验的基坑开挖卸荷单桩水平承载力损失预测研究

选取典型成层地基场地并设计试坑开挖卸荷试验,开展了基于静力触探(CPT)测试的基坑开挖卸荷单桩水平承载力损失程度预测研究。通过在试坑开挖卸荷前后进行CPT原位测试,得到了试坑开挖卸荷前后的CPT贯入锥尖参数变化规律。进而基于CPT测试p–y模型研究了基坑开挖卸荷前后邻近既有单桩的水平承载力损失及桩身弯矩分布特征。分别考察了基坑开挖卸荷后邻近桩基试桩加载模式下的残余水平承载力和桩顶加载联合土体位移共同作用下的卸荷桩基水平承载特性。研究表明,依据真实卸荷土体CPT参数更能准确预测桩基水平承载力损失程度及损失特征,卸荷桩设计阶段须同时考虑卸荷桩较自由场地桩基的水平承载力损失及土体运动位移对桩基水平承载的影响。以上研究为合理确定基坑开挖引起的既有桩基水平承载力损失提供了一种技术思路,同时对卸荷桩水平承载性能评价具有参考意义。     

基于CPTU测试的桩基承载力可靠性分析

通过连盐高速（连云港-盐城）和宁常（南京-常州）高速公路PTC、CFG和PHC桩基场地进行的CPTU试验资料,提出了一个预测桩基承载力的CPTU新方法。桩单位侧阻力由CPTU超孔压和侧壁摩阻力得出,而桩单位端阻力则由有效锥尖阻力获得。以静载荷和高应变试验得到的桩基承载力作为参考值评估了各种方法预测桩基承载力的有效性。基于可靠度理论,分别分析了承载力极限状态、正常使用极限状态与联合承载力极限状态和正常使用极限状态的可靠度指数。针对几种CPTU桩基预测方法,分别进行了可靠性分析。结果表明：提出的CPTU方法比其余3个方法具有更高的可靠度。CPTU方法具有简单、快速、多参数的优点,并且不依赖于操作者主观性的影响,在桩基工程中值得推广应用。     

基于波速孔压静力触探试验计算软土中静压桩的 单桩极限承载力

根据静力触探探头和静压桩贯入软土时的特点,采用柱孔扩张理论来模拟圆锥锥身和桩身贯入过程中应力场的变化,采用球孔扩张理论分析锥尖和桩端的挤土受力情况,推导出该条件下柱孔扩张和球孔扩张的极限扩孔压力理论解,在此基础上,对静力触探探头和静压桩进行受力对比分析,推导出利用波速孔压静力触探试验成果估算静压桩极限承载力的理论表达式。理论计算值与现场试验桩的静载荷试验结果较为吻合,说明该理论解具有一定的实用价值。     

基于CPTU测试的K_0固结黏土中静压桩时变承载力研究

基于空间滑动面(SMP)准则改进的K_0固结各向异性修正剑桥模型,考虑K_0固结饱和黏土初始应力各向异性、应力历史及应力诱发各向异性对土体三维力学特性的影响,推导了静压沉桩柱孔扩张问题的弹塑性解析解。在此基础上,根据桩侧土体应力状态与单剪试验中试样应力状态的相似性,结合桩周土轴对称固结理论提出采用孔压静力触探仪(CPTU)锥尖阻力、锥肩孔隙水压力及相应孔压消散数据预测静压桩时变承载力的理论方法。通过离心机模型试验实测结果和理论预测值的对比,验证了理论方法的有效性,研究了静压桩承载力随时间的变化规律。研究结果表明,本文理论预测方法避免了土体基本参数测定等繁琐过程,且可以较为合理地预测静压桩时变承载力;静压桩沉桩结束后其承载力在短时间内迅速增加,之后承载力增加幅度变缓且逐渐趋于稳定值;静压桩桩径越大,沉桩结束后承载力增加的速度越慢,承载力达到稳定值的时间越长。     

软黏土中劲性复合桩水平承载特性p-y曲线研究

劲性复合桩(SC桩)是一种将高强度混凝土桩与水泥土桩相结合的新型桩基。为研究软黏土中SC桩水平承载力理论计算方法,将水泥土视为硬黏土,基于现有软黏土和硬黏土中桩基的p-y曲线形式,考虑水平荷载作用下桩周水泥土和软黏土的土抗力分担比例,推导了p-y曲线中两个重要参数p_u和y₅₀的修正因子,进而建立了软黏土中SC桩水平承载特性p-y曲线计算方法。通过与3个现场试验的实测结果的对比分析,验证所建立的p-y曲线法的准确性与可靠性,继而开展SC桩水平受荷性能影响因素分析。结果表明:所建立的理论计算方法可以有效预测SC桩的水平承载特性,且当桩身变形较大时应考虑混凝土芯桩的非线性影响。水泥土桩桩径(D)对SC桩水平承载性能影响显著,当水泥土桩与混凝土芯桩的桩径比(D/d)从1.0增至3.0时,120 kN水平荷载下的桩头位移从25.8 mm减至5.1 mm,且桩身最大弯矩值减小51.0%;桩身水平承载性能受水泥土桩桩长(L)的影响较大,但当长径比(L/d)超过10后,桩身内力位移趋于稳定值;适当地增加水泥土桩强度与混凝土芯桩弹性模量也可提高SC桩的水平承载性能。     

软土地层静钻根植桩承载性状数值模拟分析

静钻根植桩是近些年国内开发的一种绿色环保的新型桩基,其承载特性复杂且影响因素众多。基于上海深厚软土中的静载试验及关键参数试验,利用ABAQUS有限元软件建立三维数值分析模型,重点分析了荷载在预制桩、水泥土、桩周土之间的传递规律以及扩大头的作用机制,并对影响承载性能的主要因素进行了敏感性分析。计算结果表明,扩大头存在可较大幅度提高抗压承载性能,提高扩大头的扩径率与高度均有利于承载力,且扩径率的影响更有效;随着竹节桩占比的提高,极限承载力稍有提高,但变形增大明显;在试桩水泥土条件下,竹节间距变化对承载力影响不明显,工程中常采用的1m间距可优化;水泥土厚度增大有利于桩基承载力提高,但效率较低。     

基于波速孔压静力触探试验研究软土中单桩桩侧承载力时效性

 根据波速孔压静力触探探头和静压桩在软黏土中贯入的特点,建立以波速孔压静力触探试验参数计算软土中静压桩的单桩桩侧承载力时效性的理论解,利用该解可以预测饱和软土中沉桩结束后桩侧承载力随时间的变化。与传统桩的承载力时效性简化分析方法不同,该理论解不仅考虑多土层地基中不同土的刚度指数的差异对固结过程的影响,还考虑因各土层固结系数不同而导致消散速率不同的影响。现场不同间歇期的单桩载荷试验测试结果验证该理论解的合理性。     

基于CPTU测试的桩基承载力预测新方法

首先回顾了基于静力触探试验(CPT)和孔压静力触探试验(CPTU)预测桩基承载力的方法。根据连盐高速和宁常高速公路工程中的PTC、CFG和PHC桩的CPTU试验资料,提出了基于CPTU预测桩基承载力的折线法。以静载荷和高应变试验得到的桩基承载力作为参考值,评估了各种预测桩基承载力方法的有效性。结果表明,折线法比其余三种方法在预测桩基承载力方面具有更高的可靠性,具有简单、快速、多参数的优点,并且不依赖于操作者主观性的影响,值得在桩基工程中推广应用。     

基于聚类分析理论的CPTU土分类方法研究

采用孔压静力触探(CPTU)测试资料进行土的工程分类时,在土成分和力学性状等相关性方面会产生很多不确定性。根据已有的CPTU土分类系统划分土类时,这种不确定性经常会导致不同土类的重叠。聚类分析是一个对相似数据进行分组归类的数学统计方法,基于CPTU测试资料将其应用于地质土层的划分。根据5条高速公路场地的现场CPTU试验和钻孔柱状图资料,阐述了已有聚类分析方法在划分土层界面的应用。结果表明:聚类分析方法不仅能够描绘出土层中主要的变化,而且能够探测到薄土夹层。因此,基于聚类分析理论的CPTU方法可以可靠有效地提供地质土层的初步划分。     

水平循环荷载下高桩基础受力性状模型试验研究

近海高耸结构基础承受风,浪,波流等水平循环荷载作用,受力变形性状十分复杂.在饱和粉土地基中完成了单桩和群桩的水平循环加载试验,揭示了单桩和群桩响应随循环加载的变化规律.试验结果表明循环加载使桩周土体产生累积塑性变形,桩-土体系水平刚度随循环次数增加不断下降;先期循环加载对后期加载的刚度有着明显影响;群桩中各基桩分担的水平荷载比例随循环加载发生重分配,前排桩的作用得到更多发挥;荷载循环效应对群桩的影响大于单桩.基于p-y曲线法引入循环效应系数以考虑荷载循环的影响,并将该方法与其它文献方法和试验结果作了对比验证.     

砂土中竖向和水平荷载共同作用下的单桩承载特性研究

水平荷载引起桩体水平位移,导致桩侧摩阻力发生变化,从而影响单桩的竖向承载特性;竖向荷载影响桩周土体抗力,并随着桩身挠曲变形而产生附加弯矩,从而影响单桩的水平承载特性。利用室内模型试验研究了砂土中单桩在竖向和水平荷载共同作用下的受力和变形特性。试验结果表明:预先施加竖向荷载有利于单桩水平承载力的提高和水平位移的减小;预先施加水平荷载对桩身上部桩侧阻力的发挥有减小作用,但水平荷载的增大对桩端阻力的发挥有促进作用,总体上表现为预先施加水平荷载削弱了单桩的竖向承载力;单桩水平荷载引起的最大弯矩位置在地面以下约5d~7d处,水平荷载对桩身弯矩和桩侧摩阻力的影响主要集中在地面以下0~10d的深度范围内。结合已有研究成果和理论分析,验证了试验成果的合理性并从理论上分析了砂土中竖向和水平荷载共同作用下的单桩承载机理。     

基于单桩承载力的CFG桩复合地基沉降分析

结合实际工程,对CFG桩沉降与单桩承载力的关系进行了分析,提出了一种通过单桩承载力直接计算软土路基沉降的方法,为完善CFG桩的设计理论提供了一种思路。