开挖卸荷条件下单桩承载力特性的模型试验研究

基坑开挖卸荷会导致开挖段桩侧摩阻力缺失以及坑底桩周土围压减小,削弱桩基承载力。针对桩周土体开挖卸荷条件下的单桩承载力特性进行室内模型试验研究,通过模拟地面试桩和坑底试桩的竖向静载模型试验,分析单桩荷载传递过程,测试单桩极限承载力,研究桩周土体开挖卸荷对桩基承载力的影响。对比开挖卸荷前单桩的承载特性,开挖卸荷后桩顶及桩底沉降量均有增加,桩身轴力以及桩端阻力有所增大,模型单桩极限承载力下降。     

竖向下压循环荷载作用下单桩承载力及累积沉降特性模型试验研究

竖向循环荷载作用下,单桩的承载力及变形特性均不同于静荷载情况。利用浙江大学自行研制的大型地基与边坡工程模型试验系统开展了单桩基础竖向下压循环荷载作用下的大比例模型试验,获得了不同侧/端阻比下桩基的循环承载力及桩顶循环累积沉降。试验发现:存在一最小循环荷载比,当循环荷载比小于该值时,桩顶不会发生循环累积沉降;一定循环次数内桩顶循环累积沉降基本与循环次数成正比,且循环累积沉降与循环次数的比值近似与桩顶循环荷载比呈线性关系。通过给定单桩循环破坏标准,绘出了模型桩的循环承载力曲线,发现侧/端阻比较大的桩基更易发生桩顶循环累积沉降;通过拟合桩顶无量纲沉降,可预测桩基循环累积沉降的发展。最后提出了长期循环荷载作用下单桩基础的工程设计方法。     

浅析水平荷载作用下单桩承载力影响因素

分析了影响单桩水平承载力以及位移的主要因素—桩长、桩径、竖向荷载、桩身抗弯刚度、桩身截面积、桩顶形式等。在影响单桩承受水平荷载作用性状的诸多因素中,桩长的影响相对较大。在单桩的桩长范围内,桩长越长其水平承载能力越高。通过分析比较,为改进和提高桩基础结构设计的安全性和经济性提供了依据,可供工程应用参考。     

桩侧堆载作用下被动桩受力性状研究

桩周大面积堆载产生的土体变形不仅会引起桩身负摩阻力,也会使桩基承受较大的侧向荷载。文章应用三维有限元方法对桩侧堆载作用下的被动桩受力性状进行了分析,并研究了桩顶荷载对被动桩受力变形的影响。在桩侧堆载的作用下,桩身产生了较大的侧向位移与弯矩,同时出现负摩阻力和桩身轴力。桩身侧移和桩身轴力随着堆载距离的增加而减小,随着堆载量的增加而增大。桩侧堆载的被动桩在桩顶竖向荷载作用下会产生桩身二次弯矩,加剧桩身弯曲变形和内力。     

桩土共同作用应用于堆载地坪的研究

结合大量文献,分析了桩间土对上部结构荷载的分担,并依据现有的桩土共同作用分析理论,对工程实例的设计与监测的结果进行分析,得出了桩承载力超过承载力特征值后桩和土体共同发挥作用的结论,进而提出了通过控制沉降变形合理利用桩间土体承载力改进堆载地坪设计现状的建议.     

堆载作用下被动桩受力变形分析

结合上海某加固工程实例,应用FLAC3D数值分析软件,建立相应数值模型,对堆载作用下的被动桩基进行数值分析,研究了不同填土高度、填土距离对桩基及地基土变形的影响,并确定了被动桩破坏的临界填土高度及填土距离。为类似工程提供可靠的参考依据。     

堆载作用下钻孔灌注长桩的性状研究

地基土承受大面积堆载作用时 ,就会产生沉降 ,在土体沉降作用下 ,桩侧就会产生负摩阻力 ,本文从桩 土相互作用的机理出发 ,采用太沙基一维固结理论和剪切位移法 ,求出地层沉降过程中桩侧负摩阻力、桩身轴力随深度和时间的变化规律 ,并与现场实测值进行对比 ,为钻孔灌注长桩的设计和计算提供理论参考。     

地面堆载对桩基承载力的影响研究

大面积的地面堆载会对桥梁桩基的承载力产生不利影响,超载严重时还会导致地基土破坏,引发工程安全事故。结合桥下堆载工程实例,对地面堆载情况下的桥梁桩基承载力计算方法进行研究,为地面堆载下的桥梁桩基设计和施工提供理论参考。     

堆载作用下端承桩负摩阻力分析

基于有限元模拟桩土相互作用,简要分析了大面积堆载作用对端承桩桩身负摩阻力大小及中性点位置的影响,指出桩基负摩阻力随桩周土体固结时间的增长而增大,中性点位置随固结时间的增大而不断加深,随着堆载的增加,桩身承受的负摩阻力随之增加、中性点位置逐渐加深,而且负摩阻力引起的桩身附加轴力也随之增大。     

堆载法大直径嵌岩桩静载试验单桩极限承载力的确定

大直径嵌岩桩单桩承载力较高,用堆载法进行静载试验,一般无法将试桩压至破坏.根据2组试桩未破坏的试验曲线,结合桩身强度、桩端岩石强度和灰色GM(1,1)模型综合对单桩极限承载力进行了预测,得到的结果基本一致.     

软土地区恒载作用下单桩和群桩的抗拔试验分析

根据上海某工程单桩、群桩的静载抗拔试验结果,分析了上海软土地区扩底和等截面钻孔灌注桩在恒载作用下的抗拔稳定性。软土地区扩底钻孔灌注桩的单桩、群桩和等截面钻孔灌注桩的终极维持荷载法试验结果表明,在维持荷载过程中桩顶位移变化随时间的推移越来越小,维持30h~50h后基本趋于稳定状态;试验结果也表明当扩底钻孔灌注桩群桩的中心间距大于3倍的扩底直径时,群桩效应不明显。该试验成果为上海软土地区的桩基工程设计和施工提供了有价值的参数。     

大面积堆载作用下软土地基变形特性

通过在大面积堆载场地设置监测仪器,进行历时 3 a 的现场监测,对大面积堆载作用下软土地基的变形特性和加载条件、地层条件、排水条件、时间效应等的相关性进行分析研究,揭示了大面积堆载作用下软土地基变形特性不同于常规荷载作用下软土地基变形特性的规律,总结了在不同边界条件下软土地基变形和固结沉降的规律,为软土地基的固结沉降分析计算提供依据。     

堆载作用下被动群桩的三维性状分析

被动桩问题是近年来岩土工程领域的一个研究热点,但是对于堆载下群桩与土之间复杂的相互作用一直缺乏系统的三维分析。本文建立了三维有限元模型,对四桩群桩的工作性状进行分析,重点研究了堆载条件、桩身刚度及土层分布对桩身位移和弯矩分布的影响,得出一些有益的结论。最后,对软土地基中桩身位移和侧压力的分布规律进行了归一化线性拟合。     

堆载作用下竖向承载桩负摩阻力分析

基于ADINA模拟桩土相互作用,简要分析了大面积堆载作用对竖向承载桩桩身负摩阻力、中性点位置的影响。分析结果表明,在堆载条件下,随固结时间的增长,桩基负摩阻力不断增长,且中性点位置不断变浅。随着堆载的增加,桩身承受的负摩阻力随之增加、中性点位置逐渐加深,且负摩阻力引起的桩身附加轴力也随之增大。     

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。     

地基固结特性对堆载被动桩影响的数值分析

通过建立三维数值模型,对堆载-被动桩-地基的共同作用进行了分析,得出了桩侧堆载完成后软土在固结过程中桩身的内力和变形特征。结果表明:堆载完成后随着软土地层不断排水固结,桩基水平位移逐渐增大,其变形曲线沿深度呈直线减小的趋势,桩身沉降也随着固结时间的推移不断增加,桩基轴力逐渐增大而弯矩值有所减小。因此,在软土地面堆载过程中要充分考虑地基固结的时间效应。     

考虑堆载和桩载施加顺序的单桩负摩阻力模型试验研究

通过室内模型试验,研究堆载和桩载施加顺序对单桩负摩阻力的影响。试验结果表明:先堆载后桩载工况下,堆载完成后,中性点位置离桩顶最远,随桩载增加,中性点位置逐渐上移,最终中性点位置在桩顶以下0.5l附近,桩身轴力呈先增加后减小的趋势,单桩承载力发挥系数为0.69。先桩载后堆载工况下,先施加桩载时,桩身轴力沿深度逐渐减小,无中性点,施加堆载时,轴力呈先增加后减小趋势,中性点出现并逐渐下移,最终中性点位置在0.41l附近,单桩承载力发挥系数为0.86。先桩载后堆载较先堆载后桩载桩基承载力发挥系数大,即桩基承载力安全储备小。以上分析表明,荷载施加顺序对基桩的负摩阻力分布有很大的影响,建议在实际工程中综合分析地质条件、桩基的受力特点及承载要求,选取合适的加载顺序来减小桩身负摩阻力。     

冻土中锥形桩承载力特性研究

通过三种不同锥角的锥型桩的试验,对锥型桩在冻土中承载力性能进行了研究,分析了温度、桩型对承载力的影响,并与等截面桩相比较,得出冻土条件下锥型桩的单位极限承载力比等截面桩高约60%。     

组合桩的竖向承载力特性研究

组合桩是钢筋混凝土桩插入水泥土搅拌桩复合而成的新型桩.为掌握组合桩的荷载传递机理、破坏模式和竖向承载力特性,通过对3根14m长桩的载荷试验,分析了桩身轴力和桩周的侧摩阻力的分布及影响组合桩承载力因素.试验得到了组合桩的Q-S曲线、S-logt曲线、桩的极限承载力.为分析该桩竖向力的传递路线,应用有限元方法分析了混凝土桩、水泥土和桩周土的传力特点.试验和有限元分析结果表明混凝土桩的插入改变竖向荷载的传递规律,形成了从混凝土桩到水泥土再到土的传递模式,更有效地发挥了桩周的侧摩阻力;水泥土的固化效应、混凝土桩的挤土效应和混凝土桩的荷载传递是组合桩高承载力的主要来源.组合桩具有较高的单桩竖向承载力且造价低,在软土地基工程中具有广泛的应用价值.     

嵌岩工字钢桩承载力特性研究

 嵌岩工字钢桩广泛应用于香港地区,通过现场载荷试验及室内摩阻力试验对这种桩型的承载力特性进行研究。试验结果表明,在垂直载荷作用下嵌岩工字钢桩中的工字钢与周围混凝土界面上会有摩阻力产生,但两者又不能看作是一个复合整体。当荷载增加到一定程度时,钢/混凝土界面上会产生滑移。对于短桩来说,滑移的范围可能达到嵌岩段顶部。因此,在对桩身的压缩变形进行计算时,必须考虑这一特性。根据现场及室内试验结果,对目前采用的桩身变形的计算方法提出修正。对比结果表明,所提出的方法能更好地与现场试验的结果相符合,应用所提出的方法可以对载荷试验的结果进行更加准确的判断。