浅析单桩竖向加载方式对地基应力场的影响

本文应用桩土相互作用理论着重分析了单桩竖向加载方式对地基应力场的影响，得出了不同加载方式下应力、边界条件变化的成因，为工程应用及理论研究提供了必要的依据。     

浅析单桩竖向加载方式对地基应力场的影响

本文应用桩土相互作用理论着重分析了单桩竖向加载方式对地基应力场的影响,得出了不同加载方式下应力、边界条件变化的成因,为工程应用及理论研究提供了必要的依据。     

基于Mindlin解的单桩侧阻应力系数埋深效应初探

Geddes解采用的集中荷载,起始点在弹性半无限空间表面.应用于工程实践时,计算埋深较浅桩在土中产生应力的影响误差较小,随着建筑群桩基础埋置越深,有的已超35 m,误差会更大.此外基桩侧阻模式分布比较复杂,常常需要分解为几个基本侧阻形式,有的侧阻应力起点并不在地表.以Mindlin解为基础,参考Geddes解,将积分起点设在距离空间表面一定深度a处,从而得到具有埋深a的Geddes解析解,并与原Geddes解进行了简单比较.相对于沿袭Geddes解的做法,本计算式显然更为精确.     

竖向荷载作用下单桩工作性能模拟分析

为了分析单桩的工作性能，采用非线性水平有限层单元模拟桩周围土体，假定其竖向变形沿径向按指数函数变化，考虑沿径向的剪切作用及在竖向的压缩作用建立其刚度矩阵，以非线性的接触面单元模拟桩土界面的力学性能，以修正桩底土刚度的办法模拟极端阻力的非线性性能，这样建立的模拟分析方法能够较真实地反映单桩－土体系的工作性能，按此模拟分析方法模拟某工程大直径桩原型试验获得令人满意的结果。     

抗滑桩截面尺寸和桩侧摩阻对边坡稳定性影响的数值分析

根据强度折减法,运用ABAQUS有限元分析软件探讨抗滑桩截面尺寸以及桩侧摩阻对边坡稳定性的影响。以特征部位的位移拐点作为边坡达到临界破坏状态的标准,并由求得的强度折减系数评价边坡的稳定性。结果表明:随着桩截面宽、高的增大,边坡的稳定性系数增大,但其增长速率越来越小;相对于桩截面尺寸,桩侧摩阻对边坡稳定性的影响很小,以至于可以忽略不计;当桩截面较小时,在保持桩截面面积不变的情况下,桩截面高大的抗滑桩在边坡中所起的作用越明显,但随着桩截面面积的增大,由桩的设置方位带来的边坡安全系数差异逐步减小;当桩间净距不变时,增加桩截面高比增加桩截面宽对边坡稳定性提高的作用更明显。因此,实际抗滑桩工程中控制和优化桩的有效截面尺寸,采用多桩减宽的方式将是经济有效的。     

桩群布置方式对阻流特性的影响

建设在软土地基上的港口水工建筑物多以桩群作为支撑结构,其阻流特性是工程布置中的重要设计变量.基于RANS方程建立了桩群绕流数值模型,探讨了阻流特性随桩心距和迎流角的变化规律.结果表明,桩群阻力系数和流速折减率呈现同向变化,但两者的极值点对应的迎流角不一致.仅改变纵向桩心距时,桩群阻力系数的极值点出现在迎流角θ=60°,...     

桩侧土软化对单桩承载力及沉降的影响

用分段线性函数模拟桩侧剪应力与桩土相对位移的关系，用应力跌落描述了峰值剪应力和残余剪应力之间的关系，运用力学理论推导出单桩荷载与沉降的关系，并通过算例分析了软化系数的大小对单桩承载力，沉降，桩射轴力和位移的影响。研究结果表明：若桩土之间剪应力和相对位移的关系满足软化模型（即应力－应变关系曲线上有明显的峰值，峰值后应力随位移增大而降低），则根据p-s曲线确定单桩承载力时，必须综合考察软化系数大小，桩端土的性状及单桩沉降和p-s曲线的形状，才能合理地确定单桩承载力。     

基于桩侧虚土桩模型的桩-桩芯土竖向动力响应

考虑桩芯水泥土与桩身的较强黏结性,提出桩侧虚土桩模型来模拟桩与桩芯土塞的相互作用,建立含水泥土土塞的竹节桩纵向动力模型. 通过阻抗函数递推方法得到简谐激振下桩顶动力响应频域解析解和时域半解析解,与三维有限元数值模型进行拟合对比,验证理论模型的合理性;通过参数分析研究水泥土相关参数对桩顶动力特性的影响;通过室内水泥土试验以及现场桩基试验,研究竹节桩桩芯水泥土对桩身低应变测试曲线的影响;根据实测曲线对模型中的关键参数进行拟合反演. 结果表明：竹节桩桩芯土塞高度增加会引起桩底反射信号减弱以及桩身综合波速减小,土塞模量增加会引起桩底反射信号减弱和轻微提前;拟合得到的虚土桩尺寸系数较为稳定;桩芯水泥土的阻尼系数与经验公式计算结果差异较大;在参数拟合过程中,理论模型计算得到的结果与实测曲线较符合,本研究理论模型可以较好地模拟桩与水泥土的动力相互作用.     

加载方式对梁的造价优化影响研究

加载方式是充分利用梁的截面材料强度、合理布局梁上受力的重要环节。通过对力的加载位置、辅梁的搭设位置和支座位置的变化进行分析,阐述了三者对降低梁最大弯矩的作用规律。研究表明:(1)随着力的加载位置越来越偏离梁的跨中,其对梁最大弯矩的减小作用就越明显;(2)当辅梁的支座位置关于梁跨中对称布置时,辅梁支座距主梁支座距离为L/4处梁上所承受的最大弯矩值最小,主辅梁上的最大弯矩皆为FL/8,等效于均布荷载;(3)简支梁两支座关于跨中对称时,支座离梁端的距离x约等于1/5时,梁所承受的最大弯矩最小。     

加载速率对缺口前应力、应变分布的影响

用动态有限元法，计算了一种低合金钢在不同加载速率下四点弯曲缺口试样缺口根部应力、应变和应变率的分布．结果表明：缺口前各点的应变率和试样整体屈服载荷Pgy随加载速率的增加而增加；在相同的P／Pgy下，缺口前各点的正应力随加载速率的增加而增加，而应变基本不变．加载速率对缺口前应力、应变分布的影响是由于其引起了缺口前应变率的变化，从而使材料力学性能发生变化所引起的．     

载荷试验确定粉喷桩极限承载力方法的对比分析

对各种粉喷桩载荷试验曲线的物理意义进行了阐述。根据一工程实例,对各种曲线确定粉喷桩的极限承载力的方法进行了对比分析,提出了适合于邯郸市区粉喷桩单桩极限承载力的确定方法。     

某工程人工挖孔桩竖向静载试验研究与设计

根据某工程2根人工挖孔桩静载试验的结果,预测了桩的极限承载力,并根据侧阻力随荷栽和位移增加的变化情况,证明了护壁的存在对侧阻力后期的发挥会产生不利影响,同时也说明目前设计时不计桩侧摩阻力有一定的合理性。对桩端及桩侧承载力所占的比例进行了分析,分析结果表明,如果孔桩进入强度较好的风化岩以上岩土层时,不设护壁时的桩侧阻力相当可观,设计时应当考虑其桩侧阻力的贡献：如果设计扩大头将破坏其侧阻力的发挥,甚至会因桩端土层的软化而导致工程事故发生．造成工期延误和不必要的经济损失。基此,文章最后提出了挖孔桩优化设计和施工工艺创新的思路。     

水平循环荷载下砂土中斜单桩累积变形特性

研究斜单桩在风、浪、洋流等循环荷载作用下的累积特性. 通过用户开发子程序将砂土刚度衰减模型嵌入桩-土体系有限元模型中,实现了单桩循环受荷特性的数值分析,研究不同循环幅值及循环次数下斜单桩的变形累积规律. 研究结果表明,当桩身倾斜角由?25°逐渐过渡到25°时,在相同的静力荷载作用下,斜单桩桩顶位移及桩身相同位置处弯矩会不断增加,但在循环荷载作用下,桩顶位移与桩身最大弯矩的累积速度会逐渐下降. 当循环荷载幅值较大时,负斜桩的桩顶位移和桩身位移段深度均小于竖直桩,正斜桩的桩顶位移和桩身位移段深度均最大. 基于数值计算结果,对不同循环幅值和循环次数下的斜单桩桩顶累积位移和桩身最大弯矩进行拟合分析,提出适用于斜单桩的累积变形特性预测方法.     

Numerical analysis of pile lateral behavior of pile supported embankment

A finite difference numerical method was adopted to evaluate the pile lateral behavior of pile supported embankment. A published case history was used to verify the proposed methodology. By simulating the case history, the determination of parameters needed were verified. Then three embankments constructed on different ground conditions with different soil-pile relative stiffnesses were analyzed to study pile lateral behaviors including pile deflection and bending moment. The results show that pile deflecti...     

纵横向荷载作用下桩的工作性状研究

为了了解承受纵向荷载和横向荷载共同作用的桩的工作性能,通过一系列模型桩试验,分析了水平荷载对竖向承载桩的桩顶沉降变形的影响,以及竖向荷载对横向承载桩的桩顶水平位移和桩身弯矩的影响,此外,运用三维有限元的方法,考虑了土体的非线性(Drucker-Prager模型)力学性能,以及在桩与土界面处设置接触面单元来考虑桩与土的滑移变形和开裂,对模型桩进行了模拟计算分析,试验及模拟分析均表明,竖向荷载对水平承载桩的影响较小,而水平荷载对竖向承载桩的影响是显著的。     

津滨轻轨基础托换桩基承载力的自平衡试验

津滨轻轨基础托换工程采用了直径2.0m、桩长90m的大直径超长钻孔灌注桩,且该桩位处于北方地区软土地基环境.受津滨轻轨高架桥的限制,桩基施工净空仅有7m.采用自平衡测桩技术,对该工程托换桩基极限承载力进行了原位测试.试验在桩端附近位置安设荷载箱,测试荷载箱上部和下部的承载力,根据测试数据并进行荷载转换,从而得出试验桩基的极限承载力.试验同时分析了各土层的实际摩阻力和桩端阻力.数据显示桩端承载力较低,桩端阻力仅为其承载力的5.7%,原位试验验证了桩基承载力满足设计要求.     

纵横向荷载作用下桩的工作性状研究

为了了解承受纵向荷载和横向荷载共同作用的桩的工作性能，通过一系列模型桩试验，分析了水平荷载对竖向承载桩的桩顶沉降变形的影响，以及竖向荷载对横向承载桩的桩顶水平位移和桩身弯矩的影响．此外，运用三维有限元的方法，考虑了土体的非线性(Drucker-Prager模型)力学性能，以及在桩与土界面处设置接触面单元来考虑桩与土的滑移变形和开裂，对模型桩进行了模拟计算分析．试验及模拟分析均表明，竖向荷载对水平承载桩的影响较小，而水平荷载对竖向承载桩的影响是显著的．     

桩—承台—土共同工作机理分析

本文分析了低承台复合桩基在承台作用下的桩-承台-土的共同工作机理,具体分析了它的荷载传递变化及其桩周土受荷变化,从中得出承台的作用使桩侧摩阻力,桩端阻力均有提高。