柔性群桩—承台—土共同作用的数值分析

本文提出了一种群桩－承台－土共同作用的数值分析方法。分析了柔性群桩－承台－土复合地基的沉降和桩间土荷载分担比分别与桩长、桩土模量比、桩距和承台与土的相对刚度的关系，以水泥搅拌桩带台为例比较了弹性阶段的沉降计算值与实测值，两者接近。     

水平荷载下群桩工作性状的数值分析方法

利用文克尔地基模型，桩间土横向抗力折减系数及平面有限元法建立了能够反映桩－土－承台共同工作的力学模型，研究了桩距径比，桩预约束条件及地基侧向刚度对水平荷载在各桩间分配的影响，探索了合理分析水平荷载下群桩工作性状的数值分析方法。     

水平荷载下群桩工作性状的数值分析方法

利用文克尔地基模型、桩间土横向抗力折减系数及平面有限元法建立了能够反映桩—土—承台共同工作的力学模型，研究了桩距径比、桩顶约束条件及地基侧向刚度对水平荷载在各桩间分配的影响，探索了合理分析水平荷载下群桩工作性状的数值分析方法     

软土地区群桩效应影响因素的有限元分析

针对天津滨海地区软土地基,利用有限元软件MIDAS进行群桩效应的影响因素分析,讨论了在不同桩长、桩径、桩距以及不同桩数等情况下群桩效应系数以及承台底土分担荷载比例的变化规律,并得出了一些有益的结论,为天津滨海地区桩基设计施工提供参考。     

承受水平荷载群桩研究进展

从承受水平荷载群桩的影响因素及研究方法等方面综合论述了国内外对群桩性能的研究进展情况,指出了目前研究中存在的不足和有待进一步 改进的方面。     

群桩—土—承台结构共同作用非线性数值分析

提出一种群桩—土—承台结构共同作用非线性数值分析方法。在本方法中，群桩中每一单桩的工作性状由荷载传递函数模拟，而共同作用相互影响由层状半空间有限层方法确定。算例和实例的计算结果显示了共同作用合理的规律性，证明本文提出的方法是正确的。     

水平荷载下挤扩支盘桩群桩变形性状有限元分析

目前,有关群桩水平承载性状的试验和理论研究资料较少,特别是对于挤扩支盘桩群桩基础在承受水平荷载时的受力和变形性状还未见相关报道.针对这个问题,作者在考虑桩土之间非线性接触、桩周土弹塑性、桩土体系初始应力场的情况下,利用有限元与无限元耦合的方法,分析了水平荷载作用下分别包含2根,3根,4根基桩的挤扩支盘桩群桩基础的变形发展过程,并深入研究了承力盘位置、桩间距、桩数等因素对基桩本身、桩周围土体和桩土之间相对位移的影响规律.     

水平荷载作用下群桩-土-结构共同作用分析

陆上软土地区和海上的一些构筑物,诸如塔桅结构、海洋平台等设计时水平荷载将起控制作用,在水平荷载作用下考虑群桩效应的桩-土-结构共同工作的研究是一个比较复杂的问题.依据文克尔相互作用模型,提出了一个较方便实用的群桩效应计算方法,根据等效桩的概念建立了考虑群桩效应的桩-土-结构共同工作的计算模型,通过编制计算程序进行了算例分析,结果表明考虑群桩效应后各桩的弯矩有较大幅度的增加,在设计以水平荷载为主的构筑物时应给予充分重视.计算模型和计算方法对该类构筑物的概念设计或初步设计具有一定的意义.     

竖向荷载下钻孔灌注桩单桩的数值模拟分析

针对某工程实例,利用有限元分析软件建立了单桩桩-土体系有限元模型,分析了桩土模型的荷载-沉降曲线及桩侧与桩端阻力的传递规律.结果表明,模拟分析结果与桩基静载试验数据仍存在一定误差,并对误差产生原因进行了理论分析,分析结果对桩土模拟及单桩设计有一定参考价值,也为群桩基础分析奠定了基础.     

竖向荷载下钻孔灌注桩单桩的数值模拟分析

针对某工程实例,利用有限元分析软件建立了单桩桩-土体系有限元模型,分析了桩土模型的荷载-沉降曲线及桩侧与桩端阻力的传递规律。结果表明,模拟分析结果与桩基静载试验数据仍存在一定误差,并对误差产生原因进行了理论分析,分析结果对桩土模拟及单桩设计有一定参考价值,也为群桩基础分析奠定了基础。     

3D finite element analysis on pile-soil interaction of passive pile group

The interaction between pile and soft soil of the passive pile group subjected to soil movement was analyzed with three-dimensional finite element model by using ANSYS software. The soil was assumed to be elastic-plastic complying with the Drucker-Prager yield criterion in the analysis. The large displacement of soil was considered and contact elements were used to evaluate the interaction between pile and soil. The influences of soil depth of layer and number of piles on the lateral pressure of the pile were investigated, and the lateral pressure distributions on the （2 × 1） pile group and on the （2 ×2） pile group were compared. The results show that the adjacent surcharge may result in significant lateral movement of the soft soil and considerable pressure on the pile. The pressure acting on the row near the surcharge is higher than that on the other row, due to the ＂barrier＂ and arching effects in pile groups. The passive load and its distribution should be taken into account in the design of the passive piles.     

水平荷载作用下斜坡刚性桩非线性分析

在综合分析现有水平荷载作用下桩基分析方法的基础上,建立了考虑桩侧土体受力状态的斜坡刚性桩力学模型;根据极限平衡原理,建立横向荷载作用下斜坡刚性桩弯矩和应力平衡方程;引入考虑斜坡影响的p-y曲线方法,提出了综合考虑桩侧土体极限承载力与水平抗力系数沿深度呈线性增加的侧向极限承载力与土体抗力承载力系数计算方法,同时,将该方法应用于计算实例,通过与已有有限元和理论计算方法对比分析,计算结果验证了本文方法的合理性与可行性;并利用该方法,分析了斜坡坡角、桩土接触面系数以及地基水平抗力系数对斜坡刚性桩承载特性的影响因素。分析表明:斜坡的坡角、桩土接触面系数对侧向荷载作用下斜坡刚性桩的荷载位移曲线影响明显,而桩侧土的抗力系数对侧向荷载作用下斜坡刚性桩的荷载位移曲线影响不明显。     

竖向荷载作用下单桩工作性能模拟分析

为了分析单桩的工作性能，采用非线性水平有限层单元模拟桩周围土体，假定其竖向变形沿径向按指数函数变化，考虑沿径向的剪切作用及在竖向的压缩作用建立其刚度矩阵，以非线性的接触面单元模拟桩土界面的力学性能，以修正桩底土刚度的办法模拟极端阻力的非线性性能，这样建立的模拟分析方法能够较真实地反映单桩－土体系的工作性能，按此模拟分析方法模拟某工程大直径桩原型试验获得令人满意的结果。     

竖向受荷PCC桩承载机制颗粒流数值模拟

采用颗粒流数值仿真技术,从细观力学角度对砂土中竖向受荷现浇混凝土薄壁管桩(简称PCC桩)与土相互作用过程中的传力机理、桩内外侧土体位移场分布特征及细观结构参数变化规律进行研究。结果表明:PCC桩侧阻力及端阻力在加载初期同步发挥,桩外侧摩阻力始终明显高于桩内侧,桩芯土体承载力发挥不充分,PCC桩承载力主要由桩外侧摩阻力控制;桩外侧摩阻力在桩身中部及靠近端部发挥较为充分,在0.65 L入土深度处外侧摩阻力明显弱化;桩内侧土体在桩身上段范围内位移矢量较小,桩端以上3 d1范围内土颗粒由于土塞效应的存在随桩身一起发生刺入变形,桩外侧土体在桩身中部位移影响范围达到2 d,整个桩外侧位移影响区呈弧形分布;桩周土体接触力链及孔隙率变化与PCC桩宏观力学表现保持一致。研究成果对于进一步明确PCC桩与土相互作用的内在机理具有意义。     

静、动载荷下桩-土作用体系的非线性有限元分析

针对基桩载荷传递机理复杂的特性,引入非线性本构模型,采用ANSYS有限元分析方法,建立了基于三维有限元的可靠性计算模型,模拟了基桩在静、动载荷下灌注桩与土之间的相互作用,通过逐级加载法,分析其力学特性,得出相应变化规律,即:桩顶位移呈发散式分布,认为共同作用整体分析方法是优化设计最理想的方法,应优化桩身侧阻和桩端阻力的分布和发挥程度,为后续基桩的设计、施工和研究提供可靠的理论依据.     

带桩靴的管桩钢模贯入挤土效应

针对管桩钢模在贯入过程中出现的挤土效应迫使桩周土体发生变形,对施工产生不利影响的问题,基于RITSS大变形有限元方法建立管桩桩模贯入软土地基的数值模型,将仿真结果与现场实测数据作对比,验证有限元模型的准确性.随后开展参数分析,研究沉桩过程中管桩桩端的几何形状、土体强度因素对于桩周土体流动特性的影响.结果表明,以相对贯入...     

桩-土界面的数值模拟与单桩Q-S曲线的数值分析

回顾和总结了平面接触问题经典无厚度Goodman界面单元法的主导思想,针对竖向受力承载单桩的Q-S曲线数值分析模型给出了一种轴对称等参无厚度界面元,以模拟两者的相互接触界面。利用所建立的桩-土数值模型对一实际工程的大直径承载桩的Q-S实测曲线进行了数值模拟分析和预测,并且利用数值实验技术对不同接触条件下的单桩Q-S曲线特征进行了数值分析,获得了一些有益的结论。     

真空负压静力试桩方法有限元分析

针对真空负压静力试桩方法可能产生的关键问题,在天然地基上进行了在试桩工况下真空区地基稳定性的有限元分析.结果表明,若不对地基进行处理,常规渗透系数的饱和土体可能不能承受80 kPa的真空度而导致地基失稳.在用砂井处理真空区下方地基的条件下,对其进行重新分析,结果表明,若土层渗透性好,砂井打设深度较浅,就能满足水力梯度的要求;但是在浅部土层渗透系数较小且不是很深的情况下,建议将砂井打穿浅部土层,到达渗透系数较大的土层.对传统的堆载试桩法和真空试桩法进行了有限元对比分析,结果表明,两种方法虽然存在一定的差异,但对桩基承载力的确定影响不大.     

交通荷载作用下道路与软土地基弹塑性变形分析

建立了循环荷载作用下软黏土地基中孔压发展的经验模型，通过回归分析得到了模型计算参数.采用动态弹塑性有限元法分析了交通荷载作用下道路与软土地基共同作用的变形特性，考虑了孔压对软土地基变形特性的影响.提出了交通荷载在软土地基中的“临界影响深度”的概念，通过计算实例分析表明,在给定工况下交通荷载在软土地基中的临界影响深度约为10 m，有效影响深度约为18 m，为道路工后沉降计算提供了参考.     

Three-dimensional finite element analysis on effects of tunnel construction on nearby pile foundation

A three-dimensional finite element simulation was carried out to investigate the effects of tunnel construction on nearby pile foundation. The displacement controlled model (DCM) was used to simulate the tunneling-induced volume loss effects. The numerical model was verified based on the results of a centrifuge test and a set of parametric studies was implemented based on this model. There is good agreement between the trend of the results of the centrifuge test and the present model. The results of parametric studies show that the tunnelling-induced pile internal force and deformation depend mainly on the pile-tunnel distance, the pile length to tunnel depth ratio and the volume loss. Two different zones are separated by a 45° line projected from the tunnel springline. Within the zone of influence, the pile is subjected to tensile force and large settlement; whereas outside the zone of influence, dragload and small settlement are induced. It is also established that the impact of tunnelling on a pile group is substantially smaller as compared with a single pile in the same location with the rear pile in a group, demonstrating a positive pile group effect.