循环荷载下长短桩桩网复合地基变形性状数值分析

为研究不同因素对循环荷载下长短桩桩网复合地基的变形性状的影响,基于正交数值试验方法设计了12组试验,通过PLAXIS 3D软件建立三维有限元模型,分析桩帽边长、刚性长桩桩长、柔性短桩桩长、土工格栅层数及土工格栅刚度对地基最大沉降和格栅最大张拉力的影响,通过极差分析确定最优组合,并计算出各因素的贡献率,确定其影响大小。结果表明：桩帽边长对地基最大沉降量的影响最大,其次是格栅层数和刚性长桩桩长;桩帽边长对格栅最大张拉力的影响最大,其次是柔性短桩桩长和刚性长桩桩长。该结论可为长短桩桩网复合地基设计提供参考。     

垫层厚度对复合地基特性的影响数值分析

利用有限元分析软件ANSYS建立长短桩复合地基数值模型,探索了垫层厚度变化对长短桩复合地基中长桩与短桩中角桩、边桩和中桩的沉降和应力特性的影响,得出如下结论:随着垫层厚度的增大,长桩桩体沉降也随之减小,短桩各桩体的沉降最大沉降值都出现在垫层厚度为0.15 m时,并且在各种情况下短桩各桩体的沉降基本一致;长桩各桩体的应力值随着垫层厚度的增大随之降低,但变化越来越不明显,尤其是厚度在0.3 m～1.0 m之间,基本没有变化。通过实际工程结合数值模型分析结果表明,垫层厚度的最经济值应该取0.3 m～0.6 m之间。     

框架式海堤变形模拟与稳定性影响因素分析

以温州框架式海堤为背景,采用有限元强度折减法,分析密排桩结构参数和桩基周围淘蚀对框架式海堤变形及稳定性的影响。计算结果表明:随着密排桩桩长增加,密排桩桩身水平位移不断减小;密排桩径对桩身水平位移的影响较小;密排桩排间距对桩身水平位移基本没有影响;随着桩基周围淘蚀深度的增加,密排桩桩身水平位移不断增大,最大增幅位置都发生在桩顶;随着密排桩桩长和桩径的增加,框架式海堤整体稳定安全系数均增大;密排桩排间距为2.1 m时,框架式海堤整体稳定安全系数最小。     

管桩处治高速公路路基拓宽的数值分析

为揭示拓宽路基下管桩处治技术缓解软土地基沉降的效果和管桩复合地基相关因素对处治效 果的影响,应用数值分析方法系统研究了管桩复合地基的变形性状,并对各因素的处治效果进行对比分 析。研究结果表明:管桩处理能够有效控制软土地基的沉降,进而减小路基顶面的不均匀沉降;路基和 地基的沉降量对管桩桩长和桩间距的变化比较敏感,桩体长度越大缓解沉降的效果越明显,适中的桩体 间距才能更好地减少沉降,而桩模量、垫层模量和格栅模量的变化对地基沉降量影响很小。     

深基坑双排桩支护体系及土体受力变形分析

以某双排桩支护基坑为工程背景,通过三维有限元和现场监测数据对比分析,探讨了双排桩桩身变形、桩身受力、坑外土体沉降,以及坑内、桩间、坑外土体的土压力变化规律。结果表明:双排桩前后桩身位移变化曲线基本相似,上部位移变化率大,下部变化率小;无论前后桩,桩身两个侧面轴向受力性状相反,桩身上半段内侧受压,桩的外侧受拉,向内受弯;下半段的内侧受拉,外侧受压,向外受弯;桩间土压力随深度先减小后增大,同时随开挖深度加深,土压力值增大;坑内和坑外土压力随基坑开挖深度增大,都基本呈线性单调变化,但坑内增大、坑外减小;分层沉降在基坑开挖面以上较大;沉降由双排桩水平位移和软黏土固结沉降引起;坑外总沉降量随离基坑距离增大先迅速增大后减小。     

深基坑半刚性半柔性支护结构及力学特性分析

深基坑半刚性半柔性支护适用于建筑物密集，施工场地狭小的岩质深基坑支护。通过ＡＢＡＱＵＳ有限元软件对深基坑半刚性半柔性支护的作用机理及力学特性进行分析。分析得出，由劲性桩承受开挖步荷载并传至上部已施工的预应力锚杆及下部未开挖土体，保证了开挖过程中的基坑稳定性；劲性桩的弯矩及剪力数值计算结果很小，满足强度要求；半刚性半柔性支护与预应力锚杆柔性支护相比，基坑侧壁的水平位移和基坑外侧地表沉降显著减小，基坑侧壁水平位移变化更均匀，支护效果更优；与桩锚支护相比，变形形态相近，最大水平位移发生位置向下转移，最大水平位移值及最大地表沉降值均较小。     

水泥搅拌桩加固堤防数值模拟分析

水泥搅拌桩具有施工速度快、质量易控制、费用低等优点,在软基处理应用中取得了广泛应用与关注.本文采用有限元方法,研究了水泥搅拌桩加固堤防的可行性,并分析了搅拌桩桩长、桩径以及桩体强度参数c、ψ等因素对边坡稳定的影响.结果表明:采用水泥搅拌桩加固可有效提高堤防抗滑稳定安全系数,安全系数随着水泥搅拌桩桩径与桩长的增大而增大,...     

桩靴贯入砂土层时邻近桩挤土压力分析

钻井船插桩时会使邻近平台桩桩身受到挤土荷载作用,这种挤土荷载可能会严重影响平台桩的承载能力。采用CEL方法结合模型试验分析桩靴贯入砂土层时邻近桩受到的挤土压力变化。通过对缩尺试验结果的计算,验证了CEL方法的可行性。进一步分析了桩靴贯入砂土层时,邻近桩桩身挤土压力的变化。分析结果表明,邻近桩靠近桩靴一面受到的挤土压力随桩土相对位移的增加而不断增大直到极限值,在泥面以下10倍邻近桩桩径范围内,桩身最大挤土压力随土层深度逐渐增加,其变化范围为1.5~5.0倍的朗肯被动土压力,当土层深度超过10倍邻近桩桩径后,桩身最大挤土压力趋于稳定,约5.0倍的朗肯被动土压力;而远离桩靴一面受到的挤土压力随相对位移增加而不断减小,最终保持在朗肯被动土压力的10%~20%;桩身受到的挤土压力合力随桩土相对位移增加而不断增大直到极限值,在泥面以下10倍邻近桩桩径范围内,桩身极限挤土压力合力随土层深度逐渐增加,其变化范围为1.5~5.0倍的朗肯被动土压力;当土层深度超过10倍邻近桩桩径后,桩身极限挤土压力合力趋于稳定,约5.0倍的朗肯被动土压力。最后还定量分析了砂土摩擦角、弹性模量、泊松比和净间距的变化对插桩挤土力变化关系的影响。     

带承台倾斜单桩水平承载变形性状数值分析

为研究带承台倾斜单桩水平承载变形性状,通过数值模拟手段分析了水平荷载作用下桩身倾角、长径比对桩顶带承台斜桩的承载变形性状的影响,并重点分析了竖向荷载对水平受荷斜桩性状的影响。结果表明①水平荷载作用下,负斜桩的桩顶水平位移最大,直桩居中,正斜桩最小;桩身倾角越大,斜桩桩顶水平位移与相应直桩桩顶水平位移差值越大;相同情况下,长径比对斜桩桩顶水平位移影响不明显。②水平荷载作用下,桩身倾角只影响斜桩桩身弯矩的大小,而最大桩身弯矩的位置基本不变。③竖向荷载减小了负斜桩桩顶水平位移,却增大了正斜桩桩顶位移。④负斜桩的桩身最大弯矩随着竖向荷载的增大而减小,正斜桩却与之相反。     

圆形抗滑桩变形影响因素敏感性分析

为了研究圆形抗滑桩变形影响因素及各因素的敏感程度,采用FLAC数值模拟分析,系统研究了圆形截面抗滑桩对边坡加固的效果。结果表明：(1)当土体的抗剪强度指标小于临界值时,桩顶位移变化速率比较快,当超出临界值时,桩顶变形基本保持不变。(2)相同嵌固段深度下,土体强度参数越大,桩顶变形越小。嵌固段岩体性质越好,所需的临界嵌固段深度越小。(3)桩顶位移随桩径的增大而减小。在桩间距与桩径比值保持不变的情况下,桩顶位移随桩间距增大而减小,证明减小桩间距对于控制桩顶变形的贡献小于增大桩径的贡献,工程中通过增大桩径控制桩顶位移的效果要比增大桩截面宽度效果更优。     

竖向荷载作用下斜桩承载变形特性有限元分析

斜桩的受力变形性状相比直桩要复杂得多,为了分析斜桩在竖向荷载作用下的承载变形性状,采用有限元分析的方法对竖向荷载作用下斜桩的承载变形以及桩-土相互作用进行了研究,分析了桩身倾角对斜桩竖向承载变形及桩-土相互作用的影响。结果表明:桩身倾角越大,斜桩桩顶沉降和水平位移也越大;桩身弯矩主要出现在桩身上半部分,随着桩身倾角增大而增大;斜桩桩前桩-土接触压力沿深度先增大后减小又逐渐增大,桩后桩-土接触压力从零压力点逐渐增加后迅速减小,一定深度后又逐渐增加,桩前与桩后的桩-土接触压力最大值随桩身倾角增大而增大;深度2.5 m以上,桩前侧摩阻力随桩身倾角增大而增大,深度2.5~6.5 m的桩前侧摩阻力衰减的程度随桩身倾角增大而增大,深度6.5 m以下桩前侧摩阻力随桩身倾角增大而减小;桩身倾角越大,桩后零摩阻力区段越长,零摩阻力区段以下的桩后侧摩阻力越小。     

超轻材料桩复合地基与普通复合地基的对比研究

通过有限元计算软件,对于超轻材料桩复合地基和普通复合地基处理极软地基的效果进行了对比分析。研究发现超轻材料桩符合地基因为采用粗而短的桩在处理极软地基方面具有明显的优势,其能够克服刚性材料桩桩体模量太大桩土不能协调变形的缺点,也能够克服柔性材料桩桩长较长而失稳的缺点。论文证明在数值模拟的前提下,超轻材料桩复合地基处理软基在处理效果和经济价值方面具有可行性。     

考虑土塞效应的大直径 ＰＨＣ管桩竖向承载特性

大直径ＰＨＣ管桩贯入土体时,桩端土体进入管桩内形成土塞,产生土塞效应。为了研究土塞效应对大直径ＰＨＣ管桩竖向承载特性的影响,对大直径管桩静载试验进行数值模拟,得到不同因素下桩顶荷载－沉降及桩身轴力变化曲线。研究结果表明:桩径、土塞高度对桩顶沉降和桩身轴力影响最大,相同荷载作用下,桩径越大,土塞高度越高,桩顶沉降越小,桩身轴力减小速度越快;桩－土塞摩擦系数与土塞弹性模量的影响效果类似,其值较小时,桩顶沉降变化明显,增大到一定值后,沉降变化速率基本为零;土塞黏聚力与内摩擦角变化不会对桩顶沉降产生明显影响。     

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。     

考虑邻近建筑物影响的内撑式排桩基坑支护局部破坏研究

基坑开挖与周围环境相互影响,而邻近建筑物对基坑支护体系局部破坏的影响鲜有研究。通过内撑式排桩支护砂土基坑模型试验,研究了坑外有、无建筑物两种情况下基坑开挖、支撑局部破坏和桩后砂土渗漏对内撑式排桩基坑支护体系受力及变形性能的影响。试验结果表明：受邻近建筑物的影响,随基坑逐渐开挖,平行于邻近建筑物长边的支护桩桩顶水平位移增大,而垂直于邻近建筑物长边的支护桩桩顶水平位移减小,同时基坑中部内支撑轴力明显增大,角撑次之,边撑反而减小;邻近建筑物对平行于建筑物长边的支护桩桩身弯矩及反弯点影响较大,而对垂直于建筑物长边的支护桩桩身弯矩影响较小;局部内支撑破坏引起的坑外地面沉降较小,而内支撑连续破坏导致坑外地面产生显著沉降,影响范围为0.12~0.23倍开挖深度,同时临近的未失效支撑轴力显著增大,易引发连续破坏;邻近建筑物对平行于建筑物长边的支护桩桩身弯矩影响较大,对垂直于建筑物长边的支护桩桩身弯矩影响较小。当桩后砂土出现渗漏时,对平行于邻近建筑物长边的支护桩影响更为明显。     

上混下钢组合桩竖向承载性能有限元分析

基于有限元方法建立上混下钢组合桩有限元模型,探究组合桩桩径、桩径比、钢管段长度等因素对上混下钢组合桩桩身侧摩阻力、轴力分布的影响,分析各参数对上混下钢组合桩竖向承载性能的影响规律。研究表明,组合桩侧摩阻分布及承载力主要受桩径影响,随桩径增加承载力增加,且比同条件下ＰＨＣ桩承载力略微降低;不同桩径比下组合桩侧摩阻力及桩轴力在接桩位置处产生突变,且突变随桩径比减小而加剧。工程设计中选用内接型式上混下钢组合桩时,应根据工程地质条件从沉桩性能、竖向承载性能以及经济性综合确定组合桩桩径、桩径比及钢管段长度。     

砂土中钻井船插桩对邻近群桩影响的模型试验

为研究钻井船作业过程中桩靴贯入对邻近群桩的影响，在砂土层中开展了1g条件下的1×2型群桩模型试验，邻近桩桩头条件为固定桩头，桩间距为2.5倍桩径。通过对桩靴贯入土层前和桩靴贯入土层过程中邻近群桩中近桩靴桩的弯矩的测量，得出沿桩身弯矩随桩靴贯入土层深度的变化规律，并与相同净间距单桩桩身响应情况对比。将同一时刻群桩桩身最大弯矩相对于单桩桩身最大弯矩的增长率定义为弯矩增大系数，通过弯矩增大系数的变化研究插桩对邻近群桩效应的影响及插桩对邻近群桩效应的影响随净间距的变化。研究表明:与桩靴贯入土层前相比，桩靴的贯入使邻近群桩效应减弱，且随着净间距的增加，插桩对邻近群桩效应的影响越来越小，净间距超过1倍桩靴最大直径时，建议可以不考虑插桩对邻近群桩的影响。     

FLAC3D正交试验在基坑工程中的应用

以上海某软土深基坑为研究对象,利用FLAC3D软件进行了9组正交试验,分析基坑开挖过程中隆起量、桩体位移和坑外土体沉降量。研究表明,基坑中间隆起量最大,基坑隆起量可以用指数模型y=AxB模拟,围护桩入土深度对隆起量影响最大;桩体左侧位移开始逐渐增加,当达到最大值18.91~35.58 mm后逐渐减小,桩径对桩体位移影响最大;土体沉降曲线呈现"勺子"状,坑外下侧土体沉降最大为40.76~51.68 mm,桩径对土体沉降影响最大。     

灌注桩参数变化对边载荷影响研究

挡土墙下设置灌注桩能有效减小高填土引发的边载荷影响.以耿楼枢纽工程为例,采用数值模拟方法分析桩长、桩间距、桩径、桩排数等参数变化对岸墙竖向位移和水平位移的影响.结果表明,适当增大桩长和桩排数有利于减小岸墙后高填土引发的边载荷影响;适当增大桩间距可减小群桩效应,有利于减小岸墙后高填土引发的边载荷影响;增大桩径对减小岸墙后...     

基于强度折减法的框架式海堤稳定性分析

以温州框架式海堤为研究对象,采用有限元强度折减法,分析密排桩排数和背水坡土方填筑高度对框架式海堤变形、稳定性的影响.结果表明:与双排密排桩情况下相比,单排密排桩情况下桩顶附近的水平位移减小,框架式海塘整体稳定安全系数有较大幅度减小;随着背水坡土方填筑高度增加,密排桩桩身水平位移不断增大,增大幅度最大位置发生在桩顶,框架...