软土地区桥台桩基负摩阻力试验研究

软弱土地基上的基桩,由于桩周土的向下运动,土与桩的摩擦增加了桩的下拉荷载,这就是所谓的桩侧负摩阻力,负摩阻力的存在增大了桩基的变形甚至导致破坏。通过软土地区桥台桩基的现场试验研究,获得了软土地区台背路基填土过程之中和之后的第一手资料,揭示了软土地区桥台路基填土时,桥台基桩内力和负摩阻力的变化规律。试验结果表明:台后填土对桥台基桩轴力的影响不仅发生在填筑施工期间,而且在施工完毕后相当长一段时间内仍有一定的影响;由于负摩阻力的作用,桩身轴力随着深度的增加先增大后减小,桩侧摩阻力沿深度呈非线性变化。     

特殊浸水下桩基负摩阻力试验研究

为妥善解决湿陷性黄土地区负摩阻力引起的桩基承载力下降问题,以消除桩周黄土湿陷性为出发点进行新途径和新方法的探索,采用非传统的特殊浸水方式分别对混凝土灌注桩、微型钢管砂浆复合桩进行了现场试验。结果表明:桩顶受荷时采用注水孔与试坑相结合浸水量较大,浸水段桩侧以负摩阻力为主,最大值达319.62 kPa,局部出现正摩阻力;成桩过程中采用泥浆循环浸水量较小,桩周土体在桩顶受荷前完成部分湿陷,受荷后桩侧以正摩阻力为主,局部出现负摩阻力,且数值较小,最大值为32 kPa;特殊浸水条件下桩周土体沿桩身分段湿陷,桩侧出现多个负摩阻力峰值及中性点,正、负摩阻力交错分布;桩基负摩阻力的大小受浸水方式、加载方式、浸水固结时间的综合影响,建议在桩基施工过程中采用合理的施工工艺对桩周土体预先进行微量浸水,消除部分黄土湿陷,以避免由于地下水环境改变而引发的桩基承载力下降。     

大面积回填土及深厚软土桩基负摩阻力试验研究

在大面积填土及自身固结沉降作用下深厚软土地基中的桩基易产生较大的负摩阻力,引起桩身沉降并降低其承载能力。依托某工程建设项目,通过现场试验对大面积回填土及深厚软土地基中桩基的负摩阻力分布规律进行了分析。试验结果表明,大面积回填土及深厚软土地基中的桩基在施工过程中的桩身轴力沿桩深先增大后减小,且在桩身上部产生了桩侧负摩阻力。桩侧负摩阻力的发挥与土层、施工时间等密切相关,不同土层中的桩侧负摩阻力随着施工时间先增加后减小,施工结束时,桩身上部的桩侧摩阻力仍然存在。桩基设计施工时应充分考虑桩侧负摩阻力的影响。     

桩基负摩阻力探讨

论述了负摩阻力的产生条件，通过总结以往研究负摩阻力的方法及现状，给出了计算负摩阻力以及中性点位置的简化计算程序，提出了消除负摩阻力的一些措施。     

桥梁桩基负摩阻力分析

在我国经济快速发展前提下,全国范围内的公路桥梁工程建设及改渡建桥项目蓬勃发展。桥梁工程建设中的地质情况越来越复杂,在一些欠固结或塌陷地区也通常采取以桥代路方式,给桥梁的设计带来许多新的问题。文章主要探讨在欠固结或塌陷地区下沉土层的下拉力对桥梁桩基产生的影响。     

填土所致桩基负摩阻力的处治

从负摩阻力的定义出发,以某工程为切入点,分析由于填土造成的桩基负摩阻力的成因及计算方法,比较了若干减少桩基负摩阻力的方法。     

关于桩基负摩阻力的探讨

介绍了桩基负摩阻力的形成机理、影响因素及国内外的研究现状,采用有限元软件ABAQUS对算例进行计算分析,分析了不同的固结时间对负摩阻力的影响。结果表明,在堆载条件下桩基负摩阻力随着固结时间的增长而不断增长,中性点也随之不断下降。     

桩基负摩阻力的影响因素分析

结合工程实例所提供的桩基静载荷试验数据,分析了桩负摩阻力的影响因素,比较了单桩在受到不同工作荷载下沿桩身出现负摩阻力的荷载传递差别,得出负摩阻力不会发生桩基破坏,且负摩阻桩的设计一般受控于沉降。     

吹填区桩基负摩阻力发展规律研究

为掌握地基土的沉降对桩身负摩阻力的影响,基于现场试桩基本情况,研究荷载条件的变化对单桩负摩阻力的影响趋势,运用ABAQUS数值分析软件对研究区域桩基负摩阻力的变化规律及发展进行有限元模拟。参照有限元模拟分析的结果,综合得出桩基础在不同环境下的长期受力特征,为优化加强基础构件的承载力提供参考设计依据。     

地震作用下边坡抗滑桩振动台试验研究

通过大型振动台试验研究地震荷载作用下边坡抗滑桩的抗震性能,振动台试验边坡模型放在一个长 3.7 m 、宽 1.5 m 、高 1.8 m 的模型箱中。模型与原型边坡按照尺寸相似比 1 ∶ 20 进行模型试验相似设计。经过配合比试验由标准细砂、石膏粉、滑石粉、甘油、水组成相似材料,通过控制密度 2.5 g/cm³ 垒入模型箱中。模型振动台试验通过输入 3 种不同的地震波,不断加大输入地震波的幅值,通过监测桩后土压力、边坡坡面加速度和位移响应研究抗滑桩在地震作用下边坡抗震机制和地震作用桩后土压力分布形式和抗滑桩的抗震性能。试验研究为边坡抗滑桩抗震设计奠定了良好的基础。     

持续强震作用下RC框架结构振动台试验研究

持续强震作用对结构破坏作用较强,是造成2008年汶川地震中大量房屋结构破坏的主要原因之一。为研究房屋结构在持续强震作用下的结构反应特征,设计和制作了12层RC框架结构模型,并对其开展了三次模拟地震振动台试验,研究结果表明：结构在相同地震波持续强震作用下,对这种激励波的反应强度逐渐降低,并趋于稳定;当采用其他地震波对模型结构进行激励时,结构对不同地震波的反应明显增大,结构地震反应剧烈并增长迅速。根据试验研究结果,提出结构抗震稳健性的概念,对结构抗震稳健性的机理进行了探讨,并提出了结构抗震稳健性概念性计算方法,建议加强结构的抗震稳健性研究,以提高房屋结构在持续强震作用下的安全性。     

地震作用下双排抗滑桩支护边坡振动台试验研究

利用大型振动台试验研究双排抗滑桩支护在地震荷载作用下的抗震性能。通过对比上部锚杆+下部双排桩共同支护与单一桩支护的破坏过程,分析两种情况下坡体的动力响应与破坏机制。试验表明在桩+锚杆共同支护下,桩后边坡坡脚首先发生剪切破坏,当地震动作用增大到一定范围,坡顶出现张拉裂缝,两者贯通时边坡发生越顶破坏;单一桩支护条件下,首先在坡顶出现张拉裂缝,裂缝随着地震动作用增大向下扩展,当同下部剪切滑移带贯通时,边坡失稳破坏。通过坡体裂缝发展过程、位移及加速度监测数据表明,前者的抗震性能显著优于后者;在地震动作用下,边坡破坏是张拉–剪切复合作用的结果。试验研究为双排抗滑桩抗震设计奠定了坚实的基础。     

Shaking table tests of bridge model with friction sliding bearings under bi-directional earthquake excitations

Abstract

The widespread use of seismic isolation to protect structures from damage has already been proven as an effective and economical method. In order to investigate the seismic performance and isolation effect of isolated bridge with the traditional friction pendulum bearing (FPB) and the novel triple friction pendulum bearing (TFPB), the force–displacement hysteretic relationships of FPB and TFPB were validated by the displacement-controlled tests, and the shaking table tests were carried out on a 1/10 scaled simple-supported bridge model with FPBs and TFPBs under bi-directional earthquake excitations. The effects of the friction coefficients and the radius of the TFPB on the seismic responses were analysed using the extensive experimental results. The experimental data and the numerical results show that the TFPB can be reliably used for the passive device to control the seismic response of the bridge, which could satisfy the demand of performance-based seismic design philosophy in high seismicity regions. In addition, the results illustrate that the bi-directional interaction of the TFPB has effects on the dynamic responses of the bridge. If the bi-directional interaction is ignored, the deck displacements are underestimated, which can be crucial from the design point of view.     

软土地基桩侧负摩阻力研究进展初探

分析软土地基桩侧表面负摩阻力产生原因,总结软土地基桩侧表面负摩阻力的研究进展状况,搜集一些典型的桩基下拉荷载实测资料以及负摩阻力引起的工程破坏实例,汇总目前国内工程中常用的负摩阻力及下拉荷载的估算方法,并指出软土地基桩侧表面负摩阻力研究中亟待解决的十大关键问题,最后对未来的研究途径提出一点展望。     

边坡锚杆地震动特性的振动台试验研究

为研究锚杆在地震作用下的动力响应,采用振动台进行锚杆支护岩质边坡模型试验。模型与原型相似关系按照重力相似律、相似比1∶10推导。输入Wolong、El Centro、Taft三种地震波,监测锚杆轴力、坡面加速度和位移时程,研究锚杆在地震作用下的受力机制、锚杆轴力分布规律、不同位置锚杆在地震作用下的动力响应差别。结果表明:地震作用下锚杆的轴力动力受力过程是由外向里;输入相同幅值的不同地震波,锚杆轴力动力响应不同;地震波强度较小时,位于边坡腰部锚杆的轴力最大,但随着地震波强度的增大,坡顶锚杆轴力增加较快,与边坡腰部锚杆轴力均为最大。研究结果为更加合理的进行锚杆抗震设计提供良好的基础。     

台后填土对桥台桩基的影响分析

通过软土地区桥台桩基的现场试验研究,获得了软土地基台后路基填土过程之中和之后的第一手资料。揭示了软土地区桥台路基填土时,桥台基桩弯矩和负摩阻力的变化规律。试验结果表明:台后填土对桥台桩基的影响不仅发生在填筑施工期间,而且在施工完毕后相当长一段时间内仍有一定的影响。随着填土高度的增加,桩侧摩阻力沿深度呈非线性变化,桩身弯矩呈现增大趋势。     

高抛填钢管桩负摩阻力现场试验研究

大面积高填土软土地基在抛石作用下,周边填土的沉降易使桩基产生负摩阻力,为掌握负摩阻力作用规律,在上海洋山深水港工程钢管桩进行了现场试验,取得了试验桩负摩阻力分布、数值大小、随时间变化情况、中性点位置、下拉荷载等关键参数的认识。结果表明:1桩身负摩阻力的发展存在明显的时间效应,软土层负摩阻力达到峰值的时间较短,而土质好、埋深大的土层,负摩阻力达到峰值的时间较长。2现场试验得到的抛石棱体的负摩阻力系数达0.8,淤泥质黏土的负摩阻力系数仅为0.04,其它土层的负摩阻力系数与规范吻合良好。3在抛填完成后近九个月时间内,基桩下拉荷载在持续增大,最大下拉荷载达7740.4 k N,中性点深度在0.62L~0.68L之间,由抛石产生的负摩阻力达184.4 k Pa,这在今后的类似工程设计中应该引起重视,适当采取减小负摩阻力的措施。     

XCC群桩限制液化侧向扩展的振动台试验研究

地震作用下,缓倾砂土地基会发生液化引发侧向扩展,对构筑物造成严重破坏,而可液化场地中的群桩可控制液化侧向变形的发展。现浇X形混凝土桩(XCC桩)较传统混凝土桩可以节省材料用量,其异形截面对于液化土体的流动变形的控制作用较圆形截面更具优势。开展了倾斜可液化地基中XCC群桩的振动台试验研究,对比了XCC群桩和圆桩群桩对液化侧向扩展变形的影响,同时考虑了群桩布置形式、XCC桩的截面朝向和截面异形效应对于处理效果的影响。结果表明:XCC桩可以较好的限制液化侧向扩展,与未处理场地相比,XCC桩处理场地的侧向位移减少约38%,流动面积减小约50%;在同等材料用量下,XCC桩处理效果优于传统圆桩,其流动面积较圆桩处理场地减少20%;梅花形群桩布置形式限制液化侧向扩展的效果明显好于正方形群桩布置形式;不同XCC桩的截面朝向的处理效果取决于其垂直于液化砂土流动方向的截面宽度,有效截面宽度越大则处理效果越好;XCC桩的截面异形效应能够提高限制液化侧向扩展效果约5%~18%左右。