刚性桩复合地基竖向承载特性分析

为研究刚性桩复合地基的承载机理,利用有限元程序,对刚性桩复合地基在竖向荷载下的轴力、沉降特性进行了计算分析,着重讨论了桩身轴力、基础沉降等随垫层厚度、垫层模量、桩长、土体模量及桩间距等因素变化的规律,并在此基础上对刚性桩复合地基设计参数的选取原则进行了讨论。     

刚性桩复合地基沉降机理与影响因素研究

探讨了天津软土地区刚性桩复合地基桩、土、垫层共同作用的特点,分析不同荷载作用下刚性桩复合地基桩土位移场及桩土应力比的变化规律;采用ANSYS有限元软件分析了垫层模量、桩间土模量,以及桩间距等因素对复合地基沉降变形的影响。研究表明:桩间土模量的变化对刚性桩复合地基的整体沉降量影响比较显著,复合地基的整体沉降量随桩间土体模量的增加而减小;桩间距是控制刚性桩复合地基整体沉降量的主要因素之一,地基沉降量随桩间距的减小而减小,但桩间距过小时,对减少刚性桩复合地基整体沉降量的作用并不明显。     

层状地基中基于虚土桩模型的单桩沉降计算方法

基于虚土桩模型及荷载传递法,针对理想弹塑性荷载传递函数,推导了均质地基中以桩侧土塑性发展深度为变量的桩顶荷载-沉降曲线计算方法,且进一步利用递推方法将其推广到层状地基中并给出了桩身轴力及桩侧摩阻力的计算方法。在此基础上,给出了荷载传递模型参数的选取方法并分析了虚土桩计算长度的影响因素及取值方法。然后,利用该算法分析了桩及虚土桩压缩模量对荷载-沉降曲线的影响。最后,结合工程实测数据,对比了计算荷载-沉降曲线、实测曲线和由规范方法得到的荷载-沉降曲线,结果表明:在一定的荷载范围内,采用基于虚土桩模型的单桩沉降计算方法计算得到的桩顶沉降值与实测值较为吻合,实际工程应用优于规范法。     

液化侧向扩展场地刚性排水管桩群桩振动台试验研究EI北大核心CSCD

地震作用下土体发生液化侧向扩展对建筑物极具破坏性,特别是对建筑物的桩基、高架桥梁等,消除和减小土体液化扩展引起的对结构安全的危害具有极大的意义。刚性排水管桩由圆形空心刚性桩与排水体结合而成,其在具有排水功能的同时,又具有较大的承载力,但是目前针对刚性排水管桩群桩抗液化性能的研究仍十分有限。基于振动台试验,开展了桩顶承台竖向荷载作用下刚性排水管桩群桩与普通桩群桩处理液化侧向扩展场地的振动响应对比研究,分析了地基土的超孔压比、加速度、平均沉降、承台位移、挡板位移以及桩身弯矩等。研究结果表明:刚性排水管桩地基与普通桩地基相比,超孔压、桩身弯矩、地基沉降、承台位移、岸壁位移明显减小,而加速度增大,充分表明刚性排水管桩的抗液化效果显著。     

DX桩单桩沉降的理论计算研究

DX桩由于承力盘的存在,改变了桩的荷载传递机理,在提高承载力的同时,沉降变形也显著减小。在桩的现场试验基础上,分析了DX桩与等截面桩的桩顶荷载的分配特性,进而依据Mindlin解和Geddes解求解桩端土的附加应力,编制了相应的程序,计算结果表明在同样的荷载条件下,DX桩的沉降是等截面桩的0.55~0.80倍,并对承力盘的变化引起的DX桩的沉降变化进行了分析。     

DX桩单桩沉降分析

DX桩作为变截面桩型的典型代表,具有与普通直孔灌注桩不同的荷载传递机理,使桩基的承载力大大提高,沉降变形显著减小。多点支承的特点使得DX桩的沉降机理变得十分复杂,计算分析困难。通过对DX单桩沉降的实例分析,对DX桩与直孔桩的沉降特性进行对比,验证了设计规程中DX桩的沉降计算公式和修正系数的可靠性。     

考虑桩、土、垫层协同作用的刚性桩复合地基沉降计算方法

提出计算刚性桩复合地基沉降的一种新方法,该方法充分考虑桩、土、垫层协同作用。通过假定桩土界面摩阻力与相对位移为理想弹塑性关系;同一水平面上的桩间土沉降相同;桩端土符合Winkler地基模型,结合桩、土、垫层工作机理分析,建立了协同作用基本微分方程,进而得到了大面积群桩复合地基桩、桩间土沉降解析解。对两个9桩复合地基的分析显示,该方法和现场实测及有限元分析吻合较好。     

考虑桩、土、垫层协同作用的刚性桩复合地基沉陷计算方法

提出计算刚性桩复合地基沉降的一种新方法，该方法充分考虑桩、土、垫层协同作用。通过假定桩土界面摩阻力与相对位移为理想弹塑性关系；同一水平面上的桩间土沉降相同；桩端土符合Winkler地基模型，结合桩、土、垫层工作机理分析，建立了协同作用基本微分方程，进而得到了大面积群桩复合地基桩、桩间土沉降解析解。对两个9桩复合地基的分析显示，该方法和现场实测及有限元分析吻合较好。     

按桩顶沉降量控制超长灌注桩竖向承载力研究

采用桩端阻三折线、桩侧阻双折线荷载传递模型,对基桩竖向承载力进行深入分析,提出了按桩顶沉降量控制大直径超长灌注桩基桩竖向承载力的设想,并导得了多层地基中桩周桩端土层处于各种不同状态下的竖向承载力解析解。该解答不仅能考虑桩周土的分层,还能考虑桩端土体的非线性及沉渣的影响。最后,采用本文方法对两根试桩的实测荷载-沉降曲线进行了比较分析,结果表明二者基本吻合,计算方法可供工程实践参考。     

桩周土层性状对桩基沉降的影响

从上海市高架道路桩基设计及实测沉降调查分析中，选取桩周土层性状对桩基沉降的影响问题，进行了工程实例的阐述和分析，对长宽比值较大的桩基的荷载传递规律及沉降计算方法提出一些认识。     

管桩承载性状的数学描述

基于5根桩现场试验资料的分析,对表征管桩承载性状的桩顶荷载-桩顶沉降曲线、桩身压缩-桩顶荷载曲线进行了数学描述。结果表明:1)用Boltzmann数学模型拟合5根桩的桩顶荷载-桩顶沉降曲线,效果很好,相关系数都达到了0.996以上。2)从综合系数-桩顶荷载曲线图上可发现5根桩的曲线形状有3种类型。3根短桩的综合系数大,2根超长桩的综合系数小。这些反映出综合系数是一个变量而非常数,要由它来确定桩身压缩难度较大。3)用Boltzmann数学模型对桩身压缩-桩顶荷载关系曲线进行回归拟合,效果也很好,各单桩的相关系数都达到了0.996以上,5根桩的综合相关系数为0.9871。这样就可根据已有试桩资料的回归拟合曲线及其方程式来预测和计算该场地及其类似场地中钢管桩的桩身压缩。4)Boltzmann数学模型是适合描述钢管桩桩顶荷载-桩顶沉降、桩身压缩-桩顶荷载这两类曲线的,它为桩身压缩及其极限值的预测、为桩顶极限承载力的判定提供了新方法。5)极限荷载与长径比成大致的负线性关系。     

群桩沉降计算的荷载传递法

群桩基础的沉降计算是桩基工程设计不可忽视的关键问题之一。通过对群桩基础沉降性状的分析,以荷载传递法为基础,导得了各基桩桩侧摩阻力在桩周土中产生的位移场,进而在考虑各桩的存在引起位移的折减后将其迭加,导得了计入桩与桩之间相互作用的桩侧单位厚度土的等效刚度系数;并通过对Boussinesq解进行桩的入土深度修正,从而导得桩端土的等效刚度系数,并在此基础上建立一种基于荷载传递法的群桩沉降计算方法。通过与已有模型桩基试验比较,理论计算与实测沉降吻合较好。     

利用试桩资料优化反分析桩的荷载传递函数

传递函数法计算单桩沉降及轴力的关键是选取正确的荷载传递函数，本文提出了根据室内砼和岩土之间剪切试验所得到的荷载传递函数的数字表达式，结合桩基静载荷试验资料用优化反分析方法确定数学模型中待定参数来获得桩基的荷载传递孙，实例计算表明由该方法获得的桩基荷载传递函数能较准确计算单桩沉降量和桩身轴力值，有一定的实用价值。     

DX旋挖挤扩灌注桩不同承力盘数性能对比研究

通过数值模拟计算,对DX单桩的沉降和承载力特性进行了研究,分析了在相同的桩长、桩径等条件下直孔桩、两个承力盘DX桩和三个承力盘DX桩的性能差异。沉降方面,在桩顶荷载增加相同的情况下,两个承力盘DX桩对桩顶沉降的控制明显强于普通直孔桩的控制效果,三个承力盘DX桩则进一步优越于两个承力盘DX桩。承载力方面,两个承力盘DX单桩的抗压承载力大约为直孔桩的1.5倍,而三个承力盘DX桩又进一步优越,大约为两个承力盘DX桩的1.2倍。     

DX桩在桥梁基础中的应用

DX桩以其单桩承载力高沉降量小的优点,在一般工业与民用建筑中得到了比较广泛的应用。最近一些桥梁工程也采用了这种新型桩技术。以北京市某桥梁工程为实例,通过试桩抗压静荷载试验,得出单桩竖向抗压承载力试验值,并且从单桩竖向抗压承载力、桩沉降量方面与直孔桩作了比较,还简单地分析了DX桩在受到竖向荷载作用时轴力沿桩身的分布情况以及在加载过程中DX桩上下盘盘阻的变化情况。     

减沉桩基础作用特性的有限元分析

合理地控制沉降是减沉桩基础设计的指导思想和目标,由于这种基础形式形成和发展较晚,实际工程中大都以以往的经验为依据进行设计。采用弹塑性有限元法模拟减沉桩基础,分析桩土共同作用的机理,结合典型工程,重点分析影响沉降量的各个要素,并充分发挥有限元分析方法的特长比较了沉降量对各个影响因素的敏感程度,为减沉桩的设计提供理论依据和有效途径。有限元分析结果与工程实测结果吻合较好,表明减沉桩基础中桩和桩间土协同工作,共同承担上部荷载,能很好地控制建筑物的沉降量;调整桩长是控制沉降量的最有效手段。     

某高层建筑大直径嵌岩钻孔灌注桩的承载力分析

大直径嵌岩钻孔灌注桩已被越来越多的高层建筑所采用。如何根据没有达到极限荷载的试桩资料确定单桩轴向承载力是一个很现实的问题。本文通过分析软岩中两根大直径嵌岩钻灌注桩的荷载——沉降曲线(未达到极限荷载),利用斜率倒数法和导数图法分别推算了单桩承载力,并与采用JGJ4-80规范中公式的计算结果进行了对比,吻合较好。最后简单讨论了这种类型桩的承载机理、桩侧阻力和桩端阻力的分配比例,本文认为,对于桩侧和桩端阻力应当采用不同的安全系数。     

多桩型组合桩复合地基承载力的可靠度分析

基于优化桩型的观点,将柔性桩和刚性桩组合,刚性桩和散体材料桩组合,形成多桩型组合桩复合地基,充分发挥了柔性桩、刚性桩和散体材料桩的优点,弥补了单一桩型在地基处理中的不足。通过对现有多桩型组合桩复合地基承载力计算方法进行分析,建立了多桩型组合桩复合地基极限承载力可靠度概率分析模型。用JC法进行可靠度计算。通过刚柔组合桩复合地基实例,分析了随机变量的变异性对可靠性指标影响。     

成层地基中倾斜荷载桩改进有限杆单元法研究

传统有限杆单元法不能考虑倾斜偏心荷载下基桩的P-Δ效应,假定桩身位移为三次幂函数,结合倾斜偏心荷载下单桩受力微分方程确定的桩身弯矩、剪力与桩身水平位移关系,导得具有简洁形式、计入P-Δ效应的杆单元刚度方程,进而得到改进的有限杆单元方法,并给列出了用该法进行成层地基中倾斜偏心荷载、桩自重、水平分布荷载、竖向分布荷载和竖向分散集中荷载综合作用下并考虑桩身倾斜影响基桩内力位移分析的具体计算步骤。结合某工程实例,对上述方法进行了验证。最后对影响倾斜荷载桩的主要因素如埋深、桩材、基桩自由长度、桩身倾斜度、竖向荷载偏心矩以及荷载倾角等对基桩受力特性影响进行了分析,获得了一些定性的结论。     

液化土群桩基础水平地震力振动过程中桩侧摩阻力和桩端摩阻力的变化分析

研究了液化土桩基体系在水平地震力作用下桩侧摩阻力和桩端摩阻力的变化。通过振动台试验验证了MIDAS-GTS有限元分析软件的可行性;并通过有限元分析,得到3D、3.5D、4D三种工况下的沉降时程和振动不同时间桩基的荷载—沉降(Q-S)曲线,分析两曲线结果,依据相关文献对振动过程中桩侧摩阻力和桩端摩阻力进行了求解。初步提出当地基土存在液化土层,考虑动载作用时的桩基竖向承载力的修正公式,为相关设计提供一定参考。