桩-土-承台共同作用的模型试验研究

通过带承台单桩及双桩基础的模型试验,对低承台桩基桩间土变形发展及其与承台板板底应力、桩侧摩阻力及桩端阻力间的相互影响进行较为细致的研究。试验表明:在相同基础荷载作用下,桩数的增加使桩端刺入变形量占基础沉降的比例降低。双桩基础桩体的存在对板底应力体现出增强作用,在相同桩间土变形量下,双桩基础板底应力大于带承台单桩基础。桩土相对位移的发展从桩端部位开始,逐步向承台板扩展,同一部位基础外侧的桩土相对位移要大于基础内侧。靠基础内外,桩的不同侧面表现出不同的侧阻发挥过程及极限值。同样桩间土变形量下,带承台双桩基础在桩端平面上土体的竖向应力要大于带承台单桩基础,从而发挥出较大的桩端阻力。     

承台-群桩-土共同作用的试验研究

为了研究群桩基础中承台、群桩,和土的共同作用及其工作性状,进行了与工程实际相符合的现场群桩试验,通过安设的测试仪器对承台下基土反力、桩侧摩阻力、桩端阻力等进行了测定。根据试验结果分析了承台、桩、土的相互作用特性,对承台下基土反力的分布、群桩基础中的荷载传递规律、荷载分担等进行了研究,并与单桩的情形进行了比较。在最后提出了基于试验的若干建议。     

粉土中钻孔群桩承台-桩-土的相互作用特性和承载力计算

为了研究粉土中钻孔群桩的工作性能和承载力等问题,进行了系统的接近于原型尺寸的现场群桩试验。通过埋设测试元件对承台土反力、桩侧摩阻力、桩端阻力、桩土相对位移等进行了测定。本文根据部分试验结果分析了承台、桩、土的相互作用特性,发现在一定条件下,侧阻发生“沉降硬化’和“沉降软化’现象;承台对侧阻起“削弱效应”,对端阻起“增强效应”;无论大小桩距、高低承台,群桩均不出现“整体破坏”。据此,提出了考虑承台、桩、土相互作用计算’群桩垂直极限承载力的模式。     

桩-土-承台非线性工作机理的模型试验

通过单桩、单板和带承台单桩的系列模型试验,对天然地基中土体的破坏规律进行分析,发现附加应力影响深度主要取决于筏板尺寸和土的性质而与荷载大小无关;对承台板对桩承担荷载能力的影响分析表明,承台板对桩端阻力的发挥有着增强作用,对桩侧摩阻力的发挥有着减弱的作用;结合土体中附加应力场的变化状况,对桩、土非线性的受荷性状给予描述,发现在带承台单桩受荷过程中,桩先进入非线性状态,然后净承台再进入非线性状态,研究结果表明,这主要是由土的塑性区开展进程所决定的。     

考虑土体固结的桩-土-承台非线性共同作用程序实现

提出了基于固结有限层的考虑土体固结的桩-土-承台非线性共同作用分析方法.在此基础上,介绍了相应的计量程序CPRI的实现过程,给出了主程序计算框图和桩土承台支撑体系计算子程序框图.通过程序PRI检验和算例分析,验证了程序的正确性.程序CPRI可以给出不同时刻桩-土-承台支撑体系的竖向位移、孔压、桩项反力和土体反力变化的情况,从而模拟了非线性共同作用下固结的全过程.     

广义Gibson地基中单桩-土-承台共同作用简化分析

基于广义Gibson地基中单桩桩顶支承刚度和地基土支承刚度,结合单桩与承台间等效相互作用系数,建立了单桩–土–承台共同作用方程,提出了广义Gibson地基中单桩–土–承台共同作用简化分析方法。算例分析表明:简化分析结果与有限元分析结果、Butterfield解之间具有良好的一致性,验证了简化分析方法的合理性。参数分析表明:当桩的长径比l/d≥30,且承台与桩的半径比n≤4时,承台分担荷载较小,承台对带台单桩基础整体支承刚度的影响可忽略不计;弹性模量增加系数kE对带台单桩基础性状的影响比较明显,基础整体支承刚度与kE近似成线性增加关系。     

结构-群桩基础地震响应离心振动台模型试验

为研究桥梁群桩基础的大质量承台和外露桩基对桩-土动力相互作用效应的影响,分别对低承台（与土接触）和高承台群桩基础进行了离心振动台模型试验。试验中地基土采用了黏质粉土,上部结构简化为质点和杆构件,基础形式包括单桩和群桩。为模拟地震剪切波作用下土层运动效应,采用叠环式层状剪切箱实现土体的层状自由剪切,箱内壁设置橡胶膜以消除边界反射效应。在加速度为5.0g的离心环境中,选取Chi-Chi地震波作为基底激励输入,在不同输入峰值加速度下,分析了结构-群桩基础的地震响应。试验结果表明：与低承台群桩基础相比,高承台形成的群桩外露会增加上部结构和承台的惯性效应,改变桩身峰值弯矩的分布,表现为承台与桩接触处的桩身峰值弯矩下降,但桩身最大峰值弯矩改变较小。     

群桩-承台基础共同作用的变分分析法

本文提出了考虑刚性承台与土相互作用的群桩 -承台系统变分分析方法。文中假设群桩置于各向同性弹性半空间体中。群桩的变形和所受剪应力各自用一带有系列未知数的有限级数描述 ,并利用 Mindlin解来估计桩、承台和地基土间的相互作用 ,利用最小位能原理求解群桩 -承台系统的内力和变形。经对比 ,采用本文方法计算所得结果与其它数值方法和现场实测所获得的结果吻合甚好     

承台(基础)-桩-土不同构造形式下的相互作用研究

桩与承台 (或基础 )之间可能有嵌入、接触和隔一层褥垫层三种构造形式 ,针对现有桩与承台连接的复合桩基和在桩顶设置褥垫层的刚性桩复合地基构造形式 ,提出了在桩顶与基础之间预留净空以发挥土承载力的一种新的构造形式。对不同构造形式 ,进行了一系列现场足尺单桩复合地基试验 ,对竖向荷载作用下承台 (基础 ) -桩 -土相互作用、破坏模式、承载力确定等进行了对比分析与研究。     

复合桩基础桩-土-承台承载力特性分析研究

为研究复合桩基础桩-土-承台承栽力各自占桩基础总承载力的比值,采用有限元方法,以接触模型模拟混凝土/地基接触面,分端承型和摩擦型桩两种类型,对承台底地基土强度和外荷载大小对桩基础承载力分配的影响进行了分析研究.结果表明:端承型和摩擦型桩的承栽力分配存在较大不同;端承型桩的端阻力随着承台底土强度的增大而增大,侧阻力基本不...     

高层建筑结构-桩-土共同工作空间分析

本文研究了目前尚不成熟的高层建筑结构-桩-土共同工作的空间问题。从计算应力系数着手,考虑桩-土之间的相互作用,计算土变形;运用导得的计算地基应力系数的解析式,极大地提高了计算速度和精度。推导了体系共同工作方程,并研制了通用程序,使较大型的高层建筑结构-桩-土共同工作空间分析成为现实。本文还分析了上部结构逐层施工、承台刚度变化、土层变化、桩距变化等情况对沉降、承台内力、桩顶反力、上部结构内力的影响,并获得了该体系规律性的结论。     

竖向荷载作用下承台(基础)-桩不同构造形式下的工作性状分析

在文献[1]采用的现场试验对桩与承台（基础）之间不同构造方式下的承台（基础）-桩-土相互作用进行的研究基础上，首先采用有限元数值分析模拟承台-单桩-土系统的相互作用，通过参数调整，使其能够模拟文献[1]进行的现场试验并给出较为接近的结果。在此基础上，采用数值仿真试验对多桩情况下桩顶与承台直接接触、复合地基及桩顶预留净空基础在竖向荷载作用下的工作性状进行了对比分析与研究，比较了相同荷载、桩长、桩距、承台厚度等情况下各种构造形式基础的受力特点。同时，通过改变桩长、桩距、预留净空大小等影响因素，进一步研究了桩长、桩距、预留净空对多桩桩顶预留净空基础的桩土荷载分担比例和沉降的影响。     

三维波动土中带承台单桩的纵向振动特性研究

基于考虑三维波动的桩周土模型和虚土桩法,研究三维波动土中承台–桩–土相互作用的纵向振动特性。首先,根据桩周土和虚土桩的成层性将桩土系统划分为若干层,运用阻抗函数递推法得到桩顶的位移阻抗函数,进而得到承台–桩系统的位移响应的频域解析解,利用Laplace逆变换得到承台–桩系统位移时域响应的半解析解。然后通过参数分析,研究桩周土的剪切波速、黏性阻尼系数和泊松比对承台–桩系统纵向振动的影响;同时研究多层土中硬质夹层剪切波速,厚度和深度对承台–桩系统纵向振动的影响。研究结果表明,相比于桩侧土黏性阻尼和泊松比,桩侧土剪切波速对承台–桩系统纵向振动影响更大;上层土对承台–桩系统纵向振动的影响大于下层土。最后将理论计算结果与现场实测曲线进行对比,证明该三维波动土中承台–桩–土相互作用的模型较为合理。     

群桩刚性承台竖向动阻抗的简化计算

目前对群桩动阻抗研究的文献 ,始终局限在刚性承台底与土脱离的假设 ,而没有考虑实际存在的承台底与土接触的情况。文中在对群桩刚性承台动阻抗的求解过程中 ,首次考虑了承台底土与承台及群桩的动力相互作用。文中首先利用前期文献确定了单桩和单独刚性基础在均质弹性土中的竖向动阻抗 ,然后定义了桩 -土、土 -桩、土 -土动力相互作用因子的概念 ,并对诸动力相互作用因子作了理论推导及计算 ,进而建立了均匀介质中群桩竖向动力阻抗的简化计算方法。     

桩-台复合基础在某山区地基中的应用

针对某山区建筑场地不均匀地基在施工中出现桩孔塌方的实际问题,在充分分析桩端土和桩周土性质的基础上,结合圆砾层承载能力高的特点,考虑桩顶承台承担一部分荷载,提出桩和承台联合承载的设计方法。桩按普通桩基设计,要求桩端承载力和桩身承载力都满足设计荷载要求,承台类似于天然地基上的浅埋基础,桩和承台协同工作,沉降一致。     

承台底土阻力群桩效应系数有限元分析

利用三维弹塑性有限元方法，对复合桩基承台底土阻力群桩效应系数进行了分析；根据分析，编制了相应的有限元程序：应用该程序研究了承台宽与桩长之比、桩距、桩数、土类等对承台底土阻力群桩效应系数的影响。结果表明，(1)承台底土阻力及其群桩效应系数随承台宽与桩长之比、桩距增大而增大，随桩数增多而减小：(2)承台底土阻力群桩效应系数与土类有关。     

桩-承台-土共同作用的三维有限元分析

本文用三维弹性有限元法研究了竖向荷载作用下, 群桩基础中桩承台土的共同作用特性, 着重研究了桩顶反力分布、承台分担比及沉降变形随ｓ／ｄ、Ｌ／ｄ及ＥＰ／Ｅｓ 诸因素的变化规律, 并对桩基优化设计途径进行了初步探讨。     

桩-土-筏基础共同工作的设计与实测分析

高层建筑桩土间有着共同作用 ,承台、筏板对上层荷载起着分担作用 ,以某高层建筑基础桩 土 筏共同工作的设计为例 ,对共同作用的分析方法及现场测试进行分析、比较与探讨 ,说明其经济效益显著     

带承台高喷插芯组合单桩荷载传递特性试验研究

 高喷插芯组合桩(JPP)是由高压旋喷桩和预应力混凝土芯桩构成的一种新型组合桩。为了对带承台单桩荷载传递特性有更深入的认识,以自行开发的大型桩基试验模型槽为依托,对带承台单桩进行静载试验。通过埋设在JPP中的监测仪器和承台下传感器得到如下荷载传递特性：与不带承台JPP单桩相比,带承台单桩承载力显著提高,承台可以承担较大比例的荷载;桩土应力比为20～100,且桩顶处桩土应力比基本维持在22左右,为承台与桩截面面积比的2倍;承台的存在限制了桩土相对位移,摩阻力不易发挥;承台对桩侧摩阻力有“削弱”作用,特别是对上部摩阻力,对桩端阻力有“增强”作用,并且与不带承台单桩相比,达到极限摩阻力所需位移增大。这些成果对JPP与承台共同作用特性研究具有一定的意义。     

桩基础测试、勘察、设计和施工(十)——群桩垂直受压承载力(二)

<正> 一、群桩承台土反力和承台分担荷载的作用1.桩-低桩承台共同作用的内涵根据室内外模型试验和原型试验可知,桩-低桩承台相互作用主要包括下列七个方面: (1)在承台顶部荷载作用下,由于低桩承台限制了桩与土的相对位移,这样承台的存在有限制桩周土与桩上段间桩侧摩阻力发挥的“削弱作用”; (2)群桩的承台,有使承台下基土不易被侧向挤出的“遮拦作用”;