海洋高桩基础水平大变位性状模型试验研究

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水平大变位的大比例模型试验,获得了桩身屈服前后不同深度的桩身位移和桩身弯矩。通过建立桩身位移、弯矩及桩周土反力三者之间相互推导的有效途径,研究了桩周土p–y曲线沿深度的分布特性,发现传统Reese法和API法p–y曲线具有偏大的初始刚度及偏小的极限土抗力。在拟合桩周土反力试验值的基础上,提出了计算桩基水平大变位的双曲线型p–y曲线模型。     

水平循环荷载下高桩基础受力性状模型试验研究

近海高耸结构基础承受风,浪,波流等水平循环荷载作用,受力变形性状十分复杂.在饱和粉土地基中完成了单桩和群桩的水平循环加载试验,揭示了单桩和群桩响应随循环加载的变化规律.试验结果表明循环加载使桩周土体产生累积塑性变形,桩-土体系水平刚度随循环次数增加不断下降;先期循环加载对后期加载的刚度有着明显影响;群桩中各基桩分担的水平荷载比例随循环加载发生重分配,前排桩的作用得到更多发挥;荷载循环效应对群桩的影响大于单桩.基于p-y曲线法引入循环效应系数以考虑荷载循环的影响,并将该方法与其它文献方法和试验结果作了对比验证.     

撞击作用下单桩动力反应模型试验研究

船舶撞击会影响到桥梁桩基础的安全,而对撞击作用下桩基础的动力反应缺乏研究。基于直接法的思路开展模型试验,建立撞击物、单桩、承台和土的模型,模拟撞击承台的过程,采集桩的动力反应数据,研究撞击物、上部结构、桩径及土体等碰撞关联物体的特性对撞击作用下单桩的桩顶最大位移和最大加速度的影响。研究表明,在撞击作用下,单桩的最大桩顶位移和最大桩顶加速度,不仅与撞击物的质量和速度大小有关,与桥梁上部结构荷载、桩径及土体性质均有关。     

海洋高桩基础水平大变位性状模型试验研究

在海洋工程实践中,横向承载桩通常采用非线性温克尔地基梁法进行分析,其中土与结构相互作用通过p-y曲线进行模拟,但目前API/DNV规范的p-y模型仅适用少量的土性和桩型,没有给出循环荷载下的p-y滞回曲线。提出了一个适用单调和循环荷载的简化砂土边界面塑性剪应力-剪应变模型,介绍了一种从剪应力-应变响应构建p-y曲线的方法,该方法将应力和应变分别比例换算为相应的土反力p和桩挠度y,具有较好的理论基础。根据API规范中砂土的p-y曲线,采用Masing法则构建了API p-y滞回曲线,并与边界面塑性p-y曲线进行了对比,分析了割线刚度、阻尼比等随位移幅值的变化特性。最后采用模型试验结果验证了所提出的p-y曲线的有效性。

     

水平承载桩的p-y曲线有限元分析

利用p—y曲线来考虑土的非线性，并与杆系有限元相结合，同一土层单元体内采用线性函数来逼近土对桩的约束反力，推导了桩—土相互作用的单元刚度矩阵，使桩—土相互作用的模型更趋合理。算例表明，计算结果更符合实际。     

砂土中水平桩不同p—y曲线尺寸效应研究

通过现场水平受荷桩试验,评测现有砂土中p—y曲线模型准确性随着桩径增加或变形增加的精度,并选用现场实验数据,评测三种p—y曲线模型预测桩身弯矩的精度,该结果可广泛应用于工程中砂土不同直径水平受荷桩的非线性分析,为大直径的水平桩受荷分析提供建议。     

大直径单桩水平受荷机制数值研究

大直径单桩基础是目前使用最广泛的海上风机基础形式。目前,水平受荷桩的分析与设计普遍采用基于Winkler地基模型的p—y曲线法,即将土体简化为一系列分布弹簧,将桩基简化为梁单元。但是,现有规范中给出的p—y曲线是基于试桩桩径主要不超过1.2 m、长径比大于20的现场水平荷载试验结果得到,并不适用于大直径刚性短桩。基于三维有限元模型,对大直径单桩的水平受荷机制展开研究。研究表明,API远远高估了大直径单桩基础的初始刚度,而低估了土体极限抗力。大直径大桩基础的破坏模式分为浅层的楔形破坏和深层的面内转动。     

成层土中基桩水平承载性状分析

基于现场试验成果反演分析得到的成层土体的非线性p—y曲线,采用LPILE Plus软件分析了桩顶约束条件和桩侧土体抗力特性对桩顶位移和桩身弯矩的影响,并根据分析结果,提出一些建议,以供工程设计参考。     

水平振动荷载作用下支盘桩模型试验研究

基于自行设计的桩-土动力相互作用模型试验装置,对2根承力盘位置不同的模型支盘桩施加强烈水平振动荷载,采用数字式变频仪控制荷载频率,通过不同弹簧的刚度系数实现不同大小的荷载级别,分析不同激振频率和激振荷载作用下桩身弯矩变化趋势及桩侧土压力变化状况。试验表明:随着激振频率的增大,支盘桩的动力响应在整体上有减小的趋势且水平动承载力有所提高;随着激振荷载的增大,支盘桩的动力响应随深度增加逐渐减小,反弯点位置逐渐下移,桩身的最大动弯矩发生在距桩顶1/3左右深度处。承力盘的设置改变了桩身的变形和受力状态,能够提高桩身平衡弯矩的能力,是对桩基的结构优化设计,且承力盘设置在桩身靠上有利于水平动承载力的提高。     

软黏土中水平循环荷载作用下刚性短桩的 p–y 曲线分析

在反复的水平荷载作用下,桩周土体中不可恢复的塑性变形会随着循环荷载的作用而逐渐累积,从而引起桩土相互作用的弱化。通过软黏土中不排水条件下基于 Tresca 准则扩展而来的土体弱化模型和离心试验的结果修正静力双曲线形式 <> p – <> y 曲线。从循环荷载下桩土相互作用机理角度考虑水平循环荷载对单桩基础的影响,并与刚性短桩离心模型试验的结果进行了对比分析,验证了该方法的合理性。     

静载荷试验确定水泥土桩复合地基承载力

以淮盐高速公路淮安段工程为例，就其14组静力载荷试验进行了分析，对利用静力载荷试验确定地基承载力的方法进行了一定的探讨，并总结了几点体会。     

坡顶斜向受荷桩工作性能的室内模型试验研究

位于边坡顶面上的建(构)筑物桩基,具有承重和阻滑双重功能,又兼有抵抗水平荷载或倾斜荷载作用,其受力性状远比边坡内部的抗滑桩、水平地面上的横向受荷桩或倾斜受荷桩复杂。通过对位于粉土边坡顶面上5组11根刚性混凝土短桩的室内模型试验研究,初步得出了坡顶斜向受荷桩的位移、弯矩、桩侧土抗力的分布规律;通过对桩侧土抗力与桩身位移等试验结果的深入分析,提出了坡顶斜向受荷桩侧向阻力与位移关系曲线的可能型式及统一的简化p-y曲线表达形式,为有关规范的修订和改进工程设计提供了参考。     

弱化饱和砂土中桩的p–y曲线与极限抗力研究

利用给土层施加反压的方法控制饱和砂土中的超孔隙水压力,以此模拟饱和土层液化过程中具有一定残余孔压时的弱化状态。进而对不同弱化状态饱和砂土与桩的相互作用进行模型试验,研究p–y关系与水平极限抗力随饱和砂土中残余孔压增加时的变化规律。结果表明:对于相对密度为30%的饱和砂土,随土层中残余孔压增加,同一水平位移下桩受到的土层抗力逐渐降低;如果土层中无残余孔压,桩的水平极限抗力实测结果与理论计算结果接近;当土层中的残余孔压分别达到土层上覆有效压力的0.25,0.5,0.75倍时,桩的水平极限抗力分别降低30%,55%与80%;土层液化后,桩的水平极限抗力大约降低90%,这点与已有的振动台及离心模型试验结果基本一致。     

软黏土中劲性复合桩水平承载特性p-y曲线研究

劲性复合桩(SC桩)是一种将高强度混凝土桩与水泥土桩相结合的新型桩基。为研究软黏土中SC桩水平承载力理论计算方法,将水泥土视为硬黏土,基于现有软黏土和硬黏土中桩基的p-y曲线形式,考虑水平荷载作用下桩周水泥土和软黏土的土抗力分担比例,推导了p-y曲线中两个重要参数p_u和y₅₀的修正因子,进而建立了软黏土中SC桩水平承载特性p-y曲线计算方法。通过与3个现场试验的实测结果的对比分析,验证所建立的p-y曲线法的准确性与可靠性,继而开展SC桩水平受荷性能影响因素分析。结果表明:所建立的理论计算方法可以有效预测SC桩的水平承载特性,且当桩身变形较大时应考虑混凝土芯桩的非线性影响。水泥土桩桩径(D)对SC桩水平承载性能影响显著,当水泥土桩与混凝土芯桩的桩径比(D/d)从1.0增至3.0时,120 kN水平荷载下的桩头位移从25.8 mm减至5.1 mm,且桩身最大弯矩值减小51.0%;桩身水平承载性能受水泥土桩桩长(L)的影响较大,但当长径比(L/d)超过10后,桩身内力位移趋于稳定值;适当地增加水泥土桩强度与混凝土芯桩弹性模量也可提高SC桩的水平承载性能。     

软土地区静压管桩桩侧摩阻力研究

阐述了静压预应力混凝土管桩具有的特点，结合地质概况基于两次单桩竖向静载荷试验，探讨了桩侧摩阻力随深度变化的情况，并对试验结果进行了分析，所得结论有助于认识桩基荷载传递规律。     

谈静压高强预应力管桩施工

通过对比分析,简要介绍了静压预应力管桩静压法施工工艺特点、适用范围、工艺原理及流程,详细叙述了静压桩施工要点,并结合工程实例证明了静压PHC桩的经济性、合理性。     

钢筋混凝土钻孔灌注桩桩端桩侧后压浆技术

结合工程实例，介绍了钢筋混凝土钻孔灌注桩桩端桩侧后压浆技术的原理及应用，该技术是采用通过桩身预埋铁管，用高压力强行将水泥浆压入桩底桩侧土层中，在桩身质量达到规范要求的前提下大幅度提桩端及桩侧土层承载力，从而提高单桩群桩承载力和刚度。并对试桩进行了静载试验，得出了一系列试验数据，从而证明钻孔灌注桩桩端桩侧后压浆技术的可行性。     

抗拔桩在铁路简支梁静载弯曲试验中的应用

以哈大铁路客运专线的静载试验为例,介绍了抗拔桩在铁路简支梁静载弯曲试验中的应用,对抗拔桩加载装置设计作了说明,具体阐述了单侧加载集中力P值,桩基抗拔能力,横梁受力等的验算方法,从而验证了抗拔桩方案的可行性。     

冻土中锥型桩模型试验研究及有限元分析

通过冻土中锥型桩室内模型试验研究得出冻结土体中锥型桩承载力特征:Q-S曲线未发现“台阶”现象,也不存在陡降段,其破坏形式接近于渐进型。对现有冻土流变模型的分析,提出了用非线性牛顿体替代线性牛顿体,建立了改进的西源本构模型;并将改进的西源本构模型成功地添加到ADINA软件平台中。采用改进的西源本构模型对冻土中锥型桩室内模型试验进行了有限元数值仿真,模型试验结果和有限元计算接近,表明:采用有限元数值方法可为寒区冻土中锥型桩设计和施工提供参考。     

预制高强静力压桩管桩施工技术

通过预制高强静力压桩管桩施工技术在太原机场改扩建工程中的应用,详细地介绍了预制高强静力压桩管桩施工技术,列出了主要的施工设备,探讨了采用静压桩的优点,从而推广预制高强静力压桩管桩施工技术的应用.