大直径深长摩擦桩承载特性研究

随着科学技术的不断进步,人们修建的桥梁工程的跨度越来越大,有些地区甚至在河宽为成百上千的河流上修建桥梁,修建越来越多的桥梁是城市发展的需要,俗话说要发展先修路,但是,对于周围环水的城市来说就只能够修建桥梁,而现在每秒钟通过桥梁的车辆和车辆装载的人以及货物的重量都是以吨来计算的,因此,对桥梁的承重能力提出了巨大的考验,如果桥梁修成后由于承重力弱而坍塌,那么损失将会是非常巨大的。     

不同荷载作用下桥梁摩擦桩承载特性研究

研究桥梁钻孔灌注摩擦桩的承载特性及桩身力学性质的分布规律对桥梁的安全稳定运行具有重要意义。以重庆三店互通式1号桥梁桩基为研究对象,根据桥梁桩基特点设计室内试验,依次进行了灌注摩擦桩单桩承载力、桩身轴力以及侧摩阻力等桩基性能研究,并将试验结果与数值模拟结果以及理论公式计算结果进行对比验证。研究表明：持力层岩性对桥梁灌注摩擦桩桩顶沉降量存在影响,持力层岩土性能越高,则桩顶沉降量越小;桩身轴力及摩阻力的变化幅度均随着桩顶荷载的增加呈先增大后减小的规律,且桩身中部所受到的摩阻力最大;经理论公式和有限元分析的验证,本次试验结果整体上偏差率较小,3种分析计算方法均可较好地得出灌注摩擦桩桩身轴力变化规律。研究结果可为桥梁运营后期的病害防治提供重要的理论支撑。     

基于土拱效应的桩网结构路基稳定性可靠度分析

基于路基土拱效应的应力集中现象,并考虑荷载及土体参数的变异性,建立了桩网结构路基稳定性的可靠度计算模型,给出了可靠度分析的计算方法及流程。以某一典型高速公路桩网结构路基进行稳定性分析为例,分别利用安全系数法和可靠度方法设计了该桩网结构路基加固桩长度,并基于荷载及土体参数变异性,对可靠度指标进行了敏感性分析,结果表明:荷载及土体参数的变异性对桩网结构路基的稳定性影响显著,利用可靠度方法来计算桩网结构路基加固桩长度的设计更为安全和合理;需要特别注意第二层土的极限侧阻力及路基面附加荷载变异性的影响,而路基填料内摩擦角及加固桩极限端阻力可当作常量来处理。     

负摩阻桩承载性状数值分析

利用基于荷载传递函数法和有限层法基础上的数值分析法对承受负摩阻力的单桩荷载性状进行了分析,研究了填土高度、桩顶荷载、桩端土刚度对桩身轴力、桩底和桩侧阻力的发展及桩沉降的影响,研究发现软土地基中,0.5的填土高度能导致负摩阻力较充分地发挥,承载负摩阻力的端承型桩与摩擦型桩一样,承载力需综合沉降确定。     

利用摩擦桩处理小型水利水电工程弱基

县以下小型水利水电工程因投资少、工程量小等原因,一般很难雇请地质钻探专业队进行地质钻探,获取供设计使用的工程地质资料。笔者用贯入仪检测基坑内土的实际承载力,利用摩擦桩计算方法,处理武汉市黄陂县一个小型水利工程的不均匀基础,算是一个另辟蹊径的探索吧。 黄陂县的这个工程基础设计承载力R=1.2kg/cm~2,当基础开挖到接近设计高程时,发现基土很不均匀,风化基岩与壤土几乎各占一半。为慎重起见,我们用WG型贯入仪检测了两类基土的承载力,见表1。     

小浪底土石坝坝坡稳定性的概率分析

大坝设计的主要工作之一是对其在多种运行和环境情况下的稳定性进行分析。这种分析传统上常用确定性方法。但是,有些变量如土料的强度参数、孔隙压力及其它一些有关参数的取值包含着不确定性,而这种不确定性在传统的确定性方法中不能得到处理。因此,迫切希望能利用基于解析/数值方法的概率方法来进行大坝稳定分析,以考虑这些不确定性。利用Rosenblueth法对小浪底土石坝坝坡的可靠度指标进行了分析评估。为判断小浪底土石坝的主滑面,采用了2种不同的准则(即最小安全系数指标和最小可靠度指标)。文中也指出最小安全系数滑面不一定就是主滑面,但最小安全系数滑面可以作为最小可靠度指标主滑面搜索的近似初始滑面。     

斜桩负摩擦及弯曲特性研究

针对软土地区设计桩基础遇到的最普遍问题——负摩擦,通过三维数值模拟研究斜桩在超载作用下的负摩擦和下拉力特性。指出由于桩身倾斜,超载不仅引起桩身负摩擦,还产生附加弯矩。参数分析结果表明:随着桩身倾斜角度的增加可减小桩身负摩擦力和下拉力,桩顶约束时在桩身中部产生较大的弯矩,而桩顶自由时则在桩身下部产生弯矩;桩身下拉力及负摩擦力的变化主要取决于地面超载和轴向荷载,在桩顶施加轴向荷载之前先加超载比先施加轴向荷载后再加超载可大幅度减少桩身负摩擦。     

桩的沉降计算方法研究

采用常规的土工室内试验资料c、φ、γ、τ-μ关系的参数，及大量现场压板试验资料整理的E0－N的关系确定持力层的变形模量E0，并根据桩的荷载传递规律，提出了P－S曲线的计算方法，在实际工程中应用得到了预期的效果。     

钢管摩擦桩在软基工程中的应用及施工

介绍了钢管摩擦桩在某应急项目软基工程中的应用情况,详细阐述了其特点、施工及使用过程中的注意事项.     

刚柔组合桩截面优化设计方法

分析了刚性桩与柔性桩对沉降量的影响。对于柔性桩，随着桩径、桩长的增大，沉降量呈线性减小,桩径的变化对减小沉降量影响更为明显;而由于持力层深度的影响,刚性桩桩长对于沉降量表现出非线性变化的规律。对考虑造价情况下刚柔组合桩优化设计进行了分析,在相同造价情况下,柔性桩、刚性桩桩长增大对控制沉降量的效果优于增大桩径。     

竖向荷载作用下斜桩承载特性数值分析

近年来,斜桩在桥梁、码头、海上钻井平台及大型输电线路塔架基础等工程中得到广泛应用,研究不同倾角斜桩的荷载传递及承载特性实用意义较大。基于ABAQUS软件,考虑桩土接触特性,模拟分析了不同倾角斜桩的承载特性。结果表明:桩身倾角不大于10°时,倾斜角对单桩的极限承载力影响不大,但会在桩身产生一定弯矩以及桩顶产生一定的水平位移;桩身轴力沿桩长方向的衰减速率随桩身倾角的增大而增大;斜桩桩身弯矩主要分布在桩顶下1/2桩长范围内,其最大值的位置不受桩身倾角以及桩顶竖向荷载的影响;斜桩桩身侧摩阻力沿桩长大致呈"S"型分布,其桩顶以下1/6桩长范围内侧摩阻力远远大于直桩。     

沙土中抗拔斜桩承载力特性研究

以沙漠地区某输电塔基础为背景,采用数值模拟方法探讨不同倾角及其他条件对斜桩荷载传递及其承载力的影响。有限元分析结果表明,桩身倾角不大于10°时,倾斜角对单桩的极限抗拔承载力影响不大,但会在桩身产生一定的弯矩以及在桩顶产生一定的水平位移。桩顶设置承台有助于减小斜桩的水平位移和桩身的弯矩。对倾角较大斜桩的抗拔承载力进行预估时,应该对桩顶以下一定范围内的的桩侧摩阻力予以折减。抗拔桩桩端侧阻力总体呈现弱化现象。     

现浇混凝土薄壁筒桩竖向承载特性分析

现浇薄壁筒桩是在沉管灌注桩的基础上加以改进发展而成的一种新桩型．对筒桩的承载机理进行分析，提出了筒桩的破坏模式．假定内侧摩阻力成指数函数分布，得出单桩总的内侧摩阻力计算公式及单桩竖向极限承载力估算公式，并对一算例进行了分析．研究结果表明，筒桩承受的荷载由外侧摩阻力、桩身端阻力、内侧摩阻力和土芯顶部阻力共同承担；桩身端部土体先发生破坏，向外侧和内侧(土芯)挤出，桩身刺入土体中，桩端沉降急剧增大，达到破坏状态，而土芯端部土体未达到破坏状态．筒桩外侧摩阻力值较大，是一种摩擦型桩。     

边坡稳定性分析的Sarma模式及其可靠度计算方法

推导了边坡Sarma力学模式稳定性分析的有关公式，揭示了其稳定性系数是隐式函数的特点，研究了该隐式稳定性系数的迭代计算方法。针对Sarma模式和经典响应面法的特点，将响应面中的有限元数值模拟以Sarma模式中隐含稳定性系数的迭代方法代替，而隐含稳定性系数迭代计算过程中随机变量的抽样则遵从响应面中的规则，将传统的响应面思路与Sarma模式结合起来，形成了一种新的边坡稳定可靠性响应面分析方法。最后采用此方法分析了某一边坡工程的稳定可靠性，并把分析过程与结果与蒙特卡洛模拟法计算结果进行对照，表明该方法计算效率较高，原理简单，精度满足要求。     

利用抗滑桩加固临水岸坡的边坡稳定性分析

介绍了一种基于瑞典法和简化Bishop法分析抗滑桩加固边坡的极限平衡法．通过试算,可以确定边坡达到稳定要求时,需要桩提供的最小抗滑力及边坡潜在滑动面的位置,进而对抗滑桩的桩位进行优化．结合某闸室岸坡工程的算例表明,抗滑桩能有效提高边坡的稳定性;抗滑桩设在通过边坡潜在危险滑动面最低点时效果最好;设抗滑桩会改变边坡潜在危险滑动面位置．     

柔性桩沉降可靠性的简化分析公式

本文提出了结合分层的剪切位移法、摄动法和随机场理论来计算柔性桩沉降可靠度的简化方法，并用随机有限元和蒙特卡洛模拟法对此简化模型的精度进行了对比分析，分析结果表明该方法计算简便，精度较高。通过算例发现，在土的变形模量为小变异的情况下，其概率模型对桩的沉降可靠度影响不明显，因此其概率模型可近似采用正态分布；在土的变形模量为大变异的情况下，其概率模型对桩的沉降可靠度影响非常明显，在选择概率模型时要慎重。对于土的变形模量服从对数正态分布的情况，采用将其当量正态化后的中心点法即使在参数大变异的情况下也可以获得理想的计算精度。     

基于加权响应面法的重力坝深层抗滑稳定体系可靠度分析

对于重力坝的深层抗滑稳定问题，当坝基存在多个断层时，可能存在多个潜在的滑移路径。采用非线性有限元和传统的整体安全系数法计算各断层抗滑稳定的安全系数，并采用强度折减法找到其最可能的失效路径，结果表明，强度折减系数大于各断层抗滑稳定的安全系数。基于加权响应面法，计算了各断层抗滑稳定的可靠指标，并与安全系数进行了比较，计算表明，安全系数与可靠指标并非存在完全的对等关系。将滑移路径中的各断层视为并联体系，各滑移路径组成串联体系，采用逐步等效线性化计算各滑移路径失效的可靠指标，及深层抗滑稳定的体系可靠指标，计算结果与强度折减法基本一致。建议在重力坝深层抗滑稳定的安全性评价中引入可靠度理论，弥补单一安全系数法存在的不足之处。