打桩对周围土体的影响

在饱和软土小孔扩张理论的基础上,推导了一般粘性土的弹塑性解主要包括弹性区、塑性区任一点的应力增量、塑性区边界上径向位移、塑性区半径及桩土间的挤压应力,通过现场测试分析了打桩对周围土体特性的影响,并给出了其扰动区域。     

打桩对周围黄土的扰动特性影响

在饱和软土小孔扩张理论的基础上 ,推导了非饱和土 ( φ≠ 0 )的弹塑性解 ,主要包括弹性区、塑性区任一点的应力增量、塑性区边界上径向位移、塑性区半径及桩土间的挤压应力 ,分析了非饱和土层中沉桩挤土效应及扰动特性 ;通过模型试验 ,研究了打桩引起的侧向挤压应力变化 ,打桩对桩周土体的密实度与变形的影响等扰动特性 ,并划分了不同的扰动区域     

打桩对周围黄土的扰动特性影响

在饱和软土小孔扩张理论的基础上，推导了非饱和土(甲≠O)的弹塑性解，主要包括弹性区、塑性区任一点的应力增量、塑性区边界上径向位移、塑性区半径及桩土间的挤压应力，分析了非饱和土层中沉桩挤土效应及扰动特性；通过模型试验，研究了打桩引起的侧向挤压应力变化，打桩对桩周土体的密实度与变形的影响等扰动特性，并划分了不同的扰动区域。     

非饱和土中考虑沉桩扩孔速度影响的 半球形孔扩张弹塑性分析

 考虑沉桩速度的影响，以弹塑性交界面处单元体的运动情况作为参考标准，将区域内任何一点的应力、位移描述成塑性区半径R和扩张后土体单元距孔心的距离r的函数。采用小变形理论求解出r处的径向扩张速度与弹塑性交界面的径向扩张速度之比 应满足的关系式，其中后者的扩张速度认为由两部分组成：一部分是由于扩张本身而产生的位移速度；另一部分是由于扩张引起的变形导致土体连续进入塑性状态而产生的附加速度。最后，结合扩孔速度的已知条件推导出沉桩后桩周土体塑性区、破坏区范围，而整个土体范围内应力、位移表达式形式仍与已有相关研究中一样。该研究成果可为非饱和土地区的动力打桩和夯扩桩等工程问题提供一定的理论依据。     

Ko固结饱和土沉桩引起的超静孔隙水压力

根据饱和粘土中沉桩特点,用柱孔扩张理论模拟其贯入过程,将扩张后周围土体分为塑性区和弹性区,由柱孔扩张基本平衡方程和边界条件,采用能够考虑天然状态土体实际固结性状的K_o固结土体本构模型的屈服面方程为屈服准则,以对数应变考虑桩周土体发生的大变形,结合Henkel孔压公式,推导出沉桩后桩周超静孔隙水压力的理论表达式。通过算例分析了土体剪切模量、临界状态应力比、超固结比和静止侧压力系数对超静孔隙水压力的影响。同时,与基于修正剑桥模型解答和工程实例进行对比分析,理论计算值和现场实测值吻合较好,表明理论结果的合理性与实用性。     

利用挤密砂桩处理挤土效应引起的桩位偏移

挤土桩在沉桩过程中会产生明显的挤土效应 ,应用圆柱孔扩张理论可推导出桩周土体在打桩过程中产生的径向位移。挤土效应也可用来处理桩位的偏移 ,通过合理布置桩数和排数 ,使桩产生需要的反向位移。工程实例表明 ,理论计算与实测结果吻合程度较好     

拉压模量不同的剪胀土体中的球孔扩张问题

土体具有不同的拉压模量和剪胀特性。为使球形孔扩张问题的解答更符合实际情况,根据不同模量弹性理论和非关联Mohr-Coulomb流动法则研究了球形孔扩张时弹性区和塑性区的应力和位移,得到了弹性区和塑性区的径向应力和环向应力的解析解以及最大塑性区半径与扩张压力的计算表达式。探讨了不同拉压模量之比、拉压泊松比和剪胀角对球形孔扩张的扩张压力及塑性区半径的影响。结果表明:拉压模量比、拉压泊松比和剪胀角对球孔扩张时塑性区的开展和扩张后土体的应力有重要影响,计算中忽略这些参数将带来较大的误差。     

饱和土中打桩引起桩周围土体的位移

通过把Sagaseta的源 -汇理论运用到打桩过程 ,推导出了饱和土中打桩引起的桩周土任一深度水平位移、隆起计算公式。经对某紧邻隧道的打桩工程的周围土体位移和隧道位移进行的计算比较表明 ,理论计算与实测结果基本吻合。     

考虑土体三维强度特性的静压桩周超孔压解析及演变

 将饱和黏性土中静压沉桩过程近视看作柱孔不排水扩张问题,在充分考虑土体三维强度特性的条件下采用SMP准则改进的修正剑桥模型,推导得出柱孔扩张引起超孔压的基本解答。在此基础上,考虑桩周土竖向和径向固结,建立空间轴对称固结方程的定解条件,采用分离变量法求得桩周超静孔隙水压力消散的级数解答。分析桩周土体超静孔隙水压力随时间和空间的演变规律,揭示应力历史、径向和竖向固结系数以及剪切模量等因素对初始超孔压的产生和随后的固结速率的影响规律,并通过实例验证本文解答的合理性和适用性。通过与现场实测对比,本文解答较好地反映了静压桩周土体超静孔隙水压力的演变规律。此外,桩周土体的超静孔隙水压力随距桩侧径向距离增大呈对数衰减。剪切模量和竖向固结系数对桩周土体固结速率影响较小,而土体超固结比和径向固结系数对固结速率影响较为显著,表明超孔压消散主要发生在径向。研究成果对静压桩承载力的确定具有一定的指导意义。     

武汉市某串珠状岩溶区桩基稳定性分析

在岩溶发育区,桩身往往需穿越若干溶洞并支承于完整基岩,从而导致桩长增加,呈现摩擦桩的特性,溶洞的存在减少了岩土体与桩身的接触面积,使桩侧阻力减少。本文基于双折线模型推导了桩基通过多层岩溶区的荷载传递微分方程,并假定岩溶区上覆盖层土体进入塑性区,建立了摩擦桩桩基沉降与荷载的关系,运用了数值模拟方法研究了武汉市岩溶区某建筑桩基穿过串珠状溶洞时的承载性状,对岩土体应力和位移、桩的侧阻力、轴力分布和桩顶位移进行监测,并与理论计算结果进行对比,结果基本一致;另外溶洞周围岩体应力变化较大,溶洞顶板出现较大的向下弯曲变形,部分土体进入了塑性区,溶洞顶板容易形成塌落拱,在桩基成孔过程中可能造成地面塌陷。     

深厚软土地基沉桩挤土效应防治及现场监测

鉴于预制桩沉桩过程会对桩周土体产生挤压 ,并产生超静孔隙水压力 ,从而影响周围建筑物和地下管线等公共设施的安全状况。结合工程实例 ,分析了沉桩过程中引起的超孔隙水压力及土体位移的变化规律 ,表明本工程所采用桩基施工控制措施和应力释放孔法能够有效减少沉桩挤土效应 ,可为类似工程的设计和施工提供参考     

软土中静压桩贯入引起的超静孔压力理论分析

根据静压桩在软粘土中贯入的特点,用柱孔扩张理论模拟其贯入过程,引入软化系数和对数应变描述沉桩过程中桩周土体塑性区的大变形和应变软化等特征,推导出柱孔扩张时弹性区和塑性区产生的超静孔隙水压力解析式,与Vesic解进行了比较表明,本文推导的理论解适用范围更广。基于该理论解,结合昆山市某场地地质资料,分析讨论了软化系数、孔径大小和剪切应力对超静孔隙水压力大小和分布范围的影响,同时与现场监测数据对比分析,理论计算和实测结果吻合较好,表明该解析解对预测软土中由静压桩的贯入引起的超静孔隙水压力的大小和分布具有一定实用价值。     

软粘土地基中挤土桩沉降时效性分析

位于饱和软粘土地基中的挤土桩。由于沉桩过程中地基土产生挤土效应及超静孔隙水压力，同时随着超静孔隙水压力的消散，桩周地基土产生再固结沉降。在研究沉桩过程中超静孔隙水压力的形成及消散规律的基础上，研究了桩周地基土再固结沉降的变化规律；从桩土相互作用的原理出发，研究了在桩周地基土再固结沉降的作用下，工程桩基沉降的计算方法。研究表明：由于桩周地基土的再固结沉降作用，工程桩基产生较大的沉降量，其值远大于垂直荷载作用下的桩基沉降；由于桩周地基土的再固结，桩基沉降随着时间的推移而增长。     

排水刚性桩沉桩挤土效应的现场试验研究

排水刚性桩是一种将刚性桩与竖向排水体相结合的新桩型。基于江阴一中新建教学楼桩基工程,开展了排水刚性桩与不含排水体的普通刚性桩的沉桩对比现场试验,实时动态监测排水桩与普通桩桩周土体中不同距离及深度处的水平位移、侧向土压力及孔隙水压力的变化情况,研究排水刚性桩的沉桩挤土效应。试验结果表明：排水桩能够减小沉桩过程中桩周土体因桩身挤土而发生的侧向水平位移,在距桩心3倍桩径处,排水桩桩周土体的最大水平位移为普通桩的1/6,在距桩心6倍桩径处,排水桩为普通桩的2/5;排水桩能够大幅降低桩周土体因沉桩挤土而产生的超孔隙水压力,深度15m,距离桩中心2倍桩径处,排水桩的超孔压峰值仅为普通桩的1/4;排水桩能够减少沉桩过程中桩周土体的挤土压力,降低沉桩挤土对桩周原有土压力的影响,在深度15m距桩心2倍桩径处,排水桩的土压力变化的峰值仅为普通桩的1/4。现场试验数据为排水刚性桩的工程应用提供了设计参考依据。     

移动荷载作用下桩承式加筋路堤的动力特性

为了研究桩承式加筋路堤在移动荷载作用下的特性,采用FLAC 3D软件建立了移动荷载作用下道路的三维动力流固耦合分析模型,对桩承式加筋路堤和天然路堤在移动荷载作用下的竖向变形、桩土应力比、超孔隙水压力、加速度等进行了对比分析,并研究了不同轴载对路堤竖向变形的影响。分析结果表明：移动荷载作用下,桩承式加筋路堤通过桩体土拱效应和格栅张拉膜效应的联合作用,其路面竖向变形、桩土应力比、超孔隙水压力、加速度均比天然路堤的结果明显减小;随着轴载的增加,桩承式加筋路堤路面竖向变形不断增大。     

锤击沉桩的弹塑性有限元动力分析

本文对于锤击法沉桩过程进行了弹塑性有限元动力分析。计算结果表明：动力分析得出的贯入度大小及变化规律与实践经验吻合良好。作者利用有限元计算的结果，给出了计算区域内超静孔隙水压力及塑性区的分布图形，通过初步的讨论得出了有益的结论。     

饱和黏土中沉桩挤土形成超静孔压分布理论解答研究

饱和黏土中沉桩挤土会形成较大的超静孔隙水压力,其时间及空间分布相关特性影响场地土体工程性质和土木及水利工程设计施工的技术经济的合理性。为得到沉桩挤土形成的超静孔压分布理论解答,首先根据三维挤土附加总应力解答分析成桩后挤土造成的超静孔隙水压力分布规律,结合附加总应力计算方法,采用Henkel公式推导三维挤土造成的超静孔隙水压力理论解答;然后,结合工程实例,应用三维固结计算级数解,对沉桩挤土的位移、应力、超静孔隙压力分布规律和成桩后孔压消散的完整过程进行较为系统地计算和验证,为桩基工程的设计和施工提供理论依据和计算方法。     

路堤下粉喷桩复合地基现场试验研究

针对粉喷桩复合地基性状进行了现场试验研究,包括地基的沉降、深层水平位移、孔隙水压力、桩-土应力比、桩身应变等。试验结果表明:(1)粉喷桩复合地基工后沉降能满足设计要求:(2)采用桩长渐变的方法可完成从桥台到一般路基的沉降平滑过渡;(3)地基深层水平位移小,有利于地基的稳定和减小地基对桥台基础的影响;(4)超静孔压消散慢,但孔压值不大,对沉降稳定影响不大;(5)桩-土应力比较大;(6)桩身应变与桩顶土压力具有较好的线性关系。     

静压桩施工过程中超孔隙水压力实例分析

静压桩沉桩过程中超孔隙水压力会对周围环境造成影响。为了研究超孔隙水压力大小及随时间变化规律,结合工程实例进行超孔隙水压力监测试验,发现每天只观测一次孔隙水压力不能准确反映超孔隙水压力的变化规律;就单根桩而言,超孔隙水压力最大值出现在拔送桩筒至孔隙水压力计埋设深度处;超孔隙水压力随着离开桩的距离而衰减,其有效影响半径为15m左右;压桩速率可以通过其产生的孔隙水压力和上覆土层自重应力的比值来控制。