砂土中竖向和弯矩荷载下单桩水平承载特性试验研究

 为研究单桩在桩顶预先施加竖向和弯矩荷载下的水平承载特性,通过自行加工的组合荷载加载装置,进行一系列室内单桩模型试验,分析砂土中预先施加的不同竖向和弯矩荷载对单桩水平荷载下的水平位移、桩顶转角、桩身弯矩以及地基比例系数m值的影响。试验结果表明：当预先施加的竖向荷载小于单桩竖向极限承载力的一半(Vu/2)时,相同水平荷载下单桩的水平位移有所减小,单桩的水平极限承载力得到提高,桩身最大弯矩有所减小,并且竖向荷载越大,越有利于单桩的水平承载性能;弯矩荷载的存在不利于单桩的水平承载能力,显著降低单桩的水平极限承载力;另外,水平荷载的施加对单桩的竖向位移影响较小;当砂面处水平位移较小时,m值随着水平位移的增加迅速降低,当水平位移增加到一定程度,m值减小的幅度越来越小,最后趋于一个稳定值。     

中密砂土地基中H-T组合作用下单桩承载特性研究

为探讨中密砂土地基中桩顶水平力(H)与扭矩(T)组合作用单桩的承载特性,研制了适合于室内砂箱模型试验的H-T组合加载装置,并通过对比试验获得不同H-T大小组合与加载顺序(H→T或T→H)下的桩身内力变形与承载力,及其对桩身承载特性的相互影响曲线,结果表明：相比单一受荷时的水平或扭转极限承载力(Hu或Tu),H-T组合作用会导致桩身承载力减小,且H→T要比T→H的影响要明显,如先施加2/3Tu时桩身水平承载力减小约12.4%,而先施加2/3Hu后的桩身扭转承载力减幅达48.5%,故不能简单基于叠加原理评估组合受荷时的承载力。在此基础上,引入能反映水平力对桩身扭转承载力影响的桩侧扭转土抗力放大因子αTH,基于杆系有限元和m法建立了考虑桩周土约束及H-T耦合效应的桩身单元综合刚度矩阵,进而用MATLAB编制了H-T组合受荷桩的改进杆系有限元法计算程序,并将其结果与模型试验值进行对比分析。     

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。     

砂土地基中螺杆桩竖向承载特性的模型试验研究

通过砂箱模型试验,采用应变片测试技术和PhotoInfor数字图像软件技术试验方法,比较分析螺杆桩和直杆桩在竖向荷载作用下轴力的变化和桩周土体的位移场,研究螺杆桩的竖向承载特性。研究结果表明:螺杆桩和等直径直杆桩的Q-s曲线均呈缓降型;在相同条件下,螺杆桩的极限承载力和桩侧阻力相比于直杆桩有较大的提高;极限状态下螺杆桩桩侧破坏面呈连续的拱形,而直杆桩桩侧破坏面可以近似看作平面;螺杆桩的侧阻主要表现为螺牙间土体与外侧土体的剪切力,而直杆桩的侧阻主要表现为桩体与土体的摩擦力。     

砂土地基中静压桩沉桩及其承载特性室内试验研究

静压沉桩过程中沉桩阻力计算是桩机选型的关键,而目前对沉桩阻力计算方法尚未统一,且沉桩过程中引起的桩周侧压应力分布规律尚不明确。为此,通过室内模型试验模拟砂土地基中静压沉桩,研究沉桩速率和桩长对静压沉桩过程中沉桩阻力、沉桩端阻力、桩周侧压应力和桩体极限承载力的影响。结果表明：沉桩阻力、沉桩端阻力、桩周侧压应力和桩体极限承载力主要与桩长有关,沉桩端阻力与沉桩阻力之比随着沉桩深度增加而减小,但在沉桩深度为12倍桩径位置的沉桩端阻力占沉桩阻力的比例仍高达75%;桩周侧压应力随着埋深增加逐渐趋近于被动土压力,其主要与沉桩对土体挤密作用有关,且增加桩长和降低沉桩速率均可改善沉桩挤密作用;桩周侧压应力存在显著的“退化”现象,并与沉桩过程和桩体回弹有关。此外,基于太沙基极限承载力理论建立了沉桩阻力拟合计算式,并结合朗肯被动土压力理论,提出了桩周侧压应力计算的朗肯被动土压力修正计算公式,可用于静压桩沉桩完成后的桩周侧压应力计算。     

竖向荷载作用下单桩承载性能分析

本文采用土的弹塑性地承受竖向荷载的单桩承载性能作了分析，详细讨论了桩的刚度，长度，土体侧摩阻力及桩法土刚度因素对桩的承载能力，荷载传递影响，得出了一些有意义的结论可供桩基分析及设计参考，本文还与一工程实例作了比较，表明实测结果与理论分析结果非常符合。     

砂土地基中V-H-M组合荷载下单桩分析方法研究

海上风力发电机的大直径桩通常会受到多向荷载共同作用。在实践设计中,基础的竖向和水平承载性能是独立分开设计的,但大量研究证明竖向荷载对桩基水平承载性能具有重要的影响。将竖向荷载对大直径单桩水平承载性能的影响划分为3部分:(1)竖向荷载对桩周p–y曲线影响;(2)P–(35)效应;(3)桩侧摩阻力引起的反向弯矩。然后,以楔形体模型为基础考虑竖向荷载对桩侧土抗力极限值pu的影响推导了修正p–y曲线计算公式,在传统水平受荷桩的弹性地基梁方程中引入P–(35)效应和桩侧摩阻力引起反向弯矩,建立了均质砂土中承受水平力、竖向力及弯矩三向组合荷载下的单桩的分析方法。并将该方法应用于既有案例,验证了该理论方法的可行性。     

现浇薄壁管桩复合地基竖向承载特性分析

为了解现浇薄壁管桩复合地基的加固机理,在盐通高速公路试验段进行现浇薄壁管桩单桩复合地基静载试验。试验结果表明:现浇薄壁管桩成桩质量好,承载性能好。建立现浇薄壁管桩复合地基三维模型,通过有限元模拟,与现场静载试验结果对比,表明建立的模型是可行的。基于该模型分析了褥垫层模量、桩间距、桩长、土体模量等因素对现浇薄壁管桩复合地基承载性能的影响。结果表明:褥垫层能较好调节桩土应力分配,使桩土共同工作;较大的桩间距虽能充分发挥桩、土承载力,但桩间距的选择要兼顾承载力与变形要求;桩长的增长有利桩体承载力的发挥。地基土模量大有利于桩侧阻的发挥。     

泥岩地基螺杆桩竖向承载性能试验分析

螺杆桩作为一种新桩型研究较少,根据泥岩地基的螺杆桩静载荷试验资料,分析了螺杆桩竖向荷载的传递机理,给出了极限承载力的计算公式,为今后泥岩地基的螺杆桩应用提供依据.     

砂土中泥浆循环时间对单桩竖向承载特性的影响研究

采用泥浆护壁的钻孔灌注桩,在施工过程中,由于泥浆循环时间的不同,会在桩身表面形成一层不同厚度的泥皮,导致桩侧阻力降低,影响单桩的承载特性。通过对4根泥浆循环时间不同的钻孔灌注桩进行室内模型试验,对比分析了砂土中泥浆循环时间对模型桩受力性状的影响。试验结果表明:在相同条件下,泥浆循环时间的增加会导致桩顶沉降的增大,模型桩S2,S3和S4的桩顶沉降分别较S1增加了14.0%,26.2%和53.8%;泥浆循环时间的长短,会对桩身轴力的分布造成一定影响,且随着泥浆循环时间的增加,桩身轴力递减幅度变小,桩端阻力逐渐增大,总的桩侧阻力逐渐降低,但不同埋深段的桩侧阻力变化规律有所差异;在相同的桩土相对位移下,各模型桩不同埋深段的桩侧阻力随埋深的增加而增大;随着泥浆循环时间的增加,桩侧阻力完全发挥所需的极限桩土相对位移量逐渐增大。     

竖向受荷桩与均质岩质边坡共同作用研究

文章为研究临近边坡的桩基础在坡体内的竖向荷载的传递规律,依托贵阳某建筑边坡工程实例,借助FLAC3D有限差分软件建立数值分析模型,通过改变不同边坡倾角、不同岩体参数研究其在不同位置的桩基荷载传递规律。结果表明,对于均质岩质边坡,距离坡顶较远的桩基受坡角的变化和荷载影响较小。对距离坡顶较近的桩基,边坡倾角变化较大时,其竖向荷载传统规律和桩侧阻力有一定影响。     

砂土中超长桩承载性能试验

在中砂中对长细比分别为40,50,60的3根超长单桩进行室内模型试验,对单桩荷载-沉降(Q-s)关系、轴力以及桩侧摩阻力的荷载传递机理等进行研究,揭示了超长桩的承载特性。同时以单桩荷载传递双曲线模型为基础,对实测曲线进行了回归分析,得出了模型中的关键参数值,并通过实测单桩Q-s曲线与模拟计算Q-s曲线的对比,验证了双曲线模型的合理性。     

砂土中斜桩-承台基础的水平承载特性研究

通过开展室内模型试验,研究了砂土中斜桩-承台系统的水平承载特性,重点分析了桩身倾角及桩身抗弯刚度两个因素对桩顶水平位移、桩身弯矩分布的影响。利用有限元方法开展了与模型试验相对应的三维有限元分析,两者所得结果的对比表明所采用的有限元分析方法能较好地反映斜桩在水平荷载下的受力和变形特性。为了更好地与工程实际相对应,基于上述数值分析方法开展了原型尺寸的数值参数分析,考虑了桩体的弹塑性力学特性,探究土体弹性模量、桩身刚度以及桩身长度对斜桩-承台系统水平承载能力的影响。计算结果表明,相较于改变桩身的抗弯刚度,土体弹性模量的变化对斜桩-承台系统水平承载能力的影响更为显著;当桩长小于25m(25倍桩径)时,桩长的增加能较明显降低桩顶水平位移响应,当桩长超过该值时,斜桩水平承载能力的提升效率下降。此外,基于试验数据开展了多元回归分析,获得了斜桩-承台系统桩顶水平位移的半经验预测公式,该公式的预测值与试验实测值及数值参数分析计算值的吻合度均较高,具有良好的适用性,有望能为砂土中斜桩工程的设计和分析提供一定的参考依据。     

上拔与水平力组合作用下单桩静载试验

通过现场单桩水平静载荷试验及上拔与水平力组合作用下单桩静载试验,分析了水平荷载作用下不同桩身抗弯刚度灌注桩的变形特性和承载特性,探讨了有、无上拔荷载作用两种情况下单桩水平承载力及变形之间的差异。结果表明:桩身抗弯刚度的大小是影响单桩水平承载力及水平位移、桩顶转角的一个重要因素;当水平荷载较小时,与水平荷载同时作用的上拔荷载对桩的水平位移及桩顶转角无较大影响;而当水平荷载较大时,上拔荷载的主要影响在于降低桩周土体的强度,使得土体的水平位移增大。     

泥岩地基中灌注桩竖向承载性状试验研究

泥岩地基中大直径、中长桩的荷载传送机理的研究比较缺乏，根据西宁地区某工程试桩的竖向抗压静载试验和高应变动力检测结果，通过对桩身轴力传递和土阻力发挥性状的分析，揭示了该地区泥岩地基中大直径、中长钻孔灌注桩的承载特性和荷载传递机理，以及影响其承载特性的因素，得出了一些对泥岩地基中钻孔灌注桩的设计、施工和深入研究具有指导意义的结论。     

不同土层中支盘桩竖向承载特性试验研究

设计了三组室内模型试验研究多支盘桩在不同土质中的承载性能。对三组试验结果分别进行了以下比较分析:相同的双盘支盘桩当上下盘处在不同土体中的承载性能差异;在不同土体中增加盘体对支盘桩承载力提高的差异;在不同土体中改变双盘桩的盘间距对支盘桩承载力的差异,并分析了造成以上差异的原因。通过以上对比分析,得出了多支盘桩在竖向荷载作用下盘体设在不同土质土层时的荷载传递规律,以及对承载力的影响因素,有关研究成果可为支盘桩的设计计算提供参考。     

上海软土地区超长桩竖向承载特性试验研究

根据上海地区某工程超长灌注桩的现场静载荷试验和桩身应力测试结果,分析该地区超长灌注桩的竖向承载特性。实测结果表明,两根试桩的桩端阻力与桩顶荷载之比约为10%,超长桩的竖向承载力主要由桩侧摩阻力来提供的。通过对桩身轴力和侧阻分布曲线的分析,发现超长灌注桩侧摩阻力的发挥与桩顶荷载、桩周土性质等因素密切相关,而成孔质量在满足规范要求后对土体侧摩阻力发挥影响并不显著。根据桩身侧阻分布特点,建议在工程设计时应充分利用深层的密实粉砂层来提高桩身竖向承载力,研究结论可供同类地区的超长桩设计和理论分析提供参考。     

水平和竖向力作用下刚性桩复合地基数值分析

应用大型通用有限元软件ANSYS建立了刚性桩复合地基三维有限元模型。分析了不同桩型、相同水平力作用下刚性桩复合地基的工作性状。结果表明:后排桩对桩顶水平位移的影响较大,中排桩对桩顶沉降的影响较大。     

水泥砂浆扩体预制桩竖向承载特性试验研究

水泥砂浆扩体预制桩是一种新型的扩体桩技术,通过孔内土体全置换灌浆后植桩工法和厂拌高质量灌浆料的应用,改善了扩体桩整体承载性能,扩展了预制桩的工程应用范围。为了揭示其竖向承载特性,基于足尺试验,开展了不同桩顶承压方式与引孔条件下扩体桩承载性能研究。结果表明：桩顶承压方式对扩体桩整体承载性能影响相对较小,但对扩体桩内部荷载传递机制影响明显;与扩体桩全截面承压相比,内部预制桩单独承压时,预制桩轴力相对较高,且随深度增加衰减速度较快,预制桩-水泥砂浆相互作用更明显;引孔条件不同会造成桩端支撑条件变化,对扩体桩承载性能影响明显,超引孔扩体桩（SC）的承载力大于等引孔扩体桩（EC）和短引孔扩体桩（LC）;各试桩均呈现扩体桩整体下沉破坏,说明预制桩-水泥砂浆界面剪切能力大于水泥砂浆外侧壁与土之间的剪切作用;当采用强度大于15 MPa的外包材料时,可不考虑预制桩与外包材料界面破坏。     

CFG桩复合地基中桩间土承载特性的试验研究

介绍不同状态下桩间土的室内土工试验及静载荷试验结果,分析比较了复合地基条件下与加固前后地基土的承载特性。