开挖土体侧移作用下被动单桩能量变分分析方法

常规设计通常仅考虑桩基受主动荷载作用时的内力和变形,然而基坑开挖引起的土体侧移会使邻近桩基产生附加内力和变形,甚至可能引起桩的破坏。针对此类被动桩问题,基于假定的开挖土体自由场位移模式,采用Winkler地基模型,提出一种能量变分分析方法。该方法基于最小势能原理,通过能量方法建立变分控制方程,针对不同的桩顶约束条件,对被动桩问题进行分析。与经典解答和试验结果对比,验证了本文方法的正确性,该方法能够简便地分析土体侧移作用下被动单桩的性状。     

层状地基中单桩轴向荷载传递全过程分析

对桩侧土和桩端土分别采用三折线荷载传递软化模型和三折线全塑性荷载传递模型 ,利用土力学及弹性理论导出了一套完整的确定层状土中桩轴向荷载 沉降关系的解析算式。同时 ,利用株洲地区桩侧摩阻力及深井试验测定的土工计算参数 ,通过本文方法对某工程试桩进行了计算对比 ,其计算值与实测值相当吻合 ,从而表明本文公式是可在工程上应用的     

静荷载作用下粘弹性地基单桩沉降的时间效应

利用广义Voigt模型来考虑桩侧土体的线弹性性质和粘性特性,研究了成层地基中静荷载作用下单桩沉降的时间效应。首先,根据桩侧土的成层情况,将桩土系统从下至上划分为有限层,对每层桩土系统建立静力平衡方程;然后,利用Laplace变换技术和阻抗函数递推方法求出了频域内桩顶位移响应的解析解,进一步利用Fourier变换技术和卷积定理求出了相应静荷载作用下考虑时间效应的单桩桩顶沉降半解析解;最后,采用参数研究方法,分析了桩土参数对单桩沉降性状的影响,并将工程桩的实测数据与本文计算结果进行了对比。结果表明:在工程桩受荷初期,本文得到的解能较好地计算出单桩沉降性状。     

被动受荷桩成拱效应及三维数值分析

采用三维有限差分法,分析了被动受荷桩的成拱效应。建立了三维数值分析模型,考虑不同桩间距,不同堆载大小和不同边界条件等情况下,被动受荷桩对土体侧向位移的遮拦效应。分析结果表明:土体的成拱效应和桩间距关系密切,在较小的桩间距条件下,土体成拱效应明显,桩的存在有效限制了土体的侧向变形;三维情况下被动受荷桩的成拱效应与二维情况下没有太大差别,但在其他条件相同时,二维情况下桩周土体的应力明显比三维大。     

水平地震作用下考虑轴向力作用的桩间动力相互作用因子

在N.Markris和G.Gazetas工作的基础上,考虑水平地震作用下桩受轴向力作用,利用梁的动力微分方程,求解桩间动力相互作用因子的简化计算方法。通过分析表明,在轴向力作用较大的情况下,动力相互作用因子的影响较为明显。在对所得结果与前人工作结果比较的基础上,提出考虑轴向力作用时的影响因素,包括桩土之间的弹性模量之比、无量纲频率及桩距等。算例表明,这一方法具有更可靠的计算精度。     

竖向荷载作用下的被动桩计算方法研究

建立了被动桩的计算模式,借鉴抗滑桩的设计方法计算主动侧作用于桩身的土压力,被动侧作用于桩身的土抗力与桩的变形成正比,然后基于静力平衡条件建立了可考虑桩顶竖向荷载作用的被动桩桩体单元受力微分平衡方程,编程可求解得到桩身侧向位移、桩身弯矩和剪力。该方法可供被动桩的设计参考。     

开挖条件下非均质地基中被动群桩水平反应分析

地下工程开挖包括基坑开挖、隧道开挖等,邻近建筑物的桩基因开挖引起的土体位移会产生弯矩和变形。基于两阶段分析方法,考虑土体的非线性,采用Winkler地基模型模拟被动单桩桩土之间的相互作用,运用有限差分法进行求解以考虑地基土的分层特性,并基于简化Mindlin方程考虑群桩的桩–桩相互影响,计算被动群桩的遮拦效应,从而得到开挖条件下被动群桩水平反应的简化分析方法。最后将基于两阶段分析方法的差分解法与边界元解、现场实测结果、离心机实验结果等进行对比,验证了该方法的合理性及实用性。     

单桩轴向荷载传递的理论分析

介绍了桩土接触面特性的实验测定及分析 ,论证了桩周摩阻力发挥与桩侧正应力及桩土间相对位移有关 ,提出了单桩在轴向荷载作用下荷载传递规律的理论分析方法。     

隧道施工对邻近桩体轴向变形和受力的影响

隧道施工引起的桩周土位移会引起邻近桩体的附加变形和内力。采用Loganathan公式计算桩周土体的竖向位移，基于Winkler地基模型，建立桩体轴向受力和变形的计算公式，通过相关算例分析桩体的轴向变形和受力规律，并与有限元结果进行比较验证。     

考虑土体非线性时被动桩内力和变形特性计算

将位移法和p-y曲线法相结合以计算被动桩桩身内力和变形.将桩周土体水平位移与桩周软土层厚度、土体性质、堆载工况等因素联系起来,基于位移法计算邻近堆载对基桩产生的影响,并对比选用典型p-y曲线模型描述桩侧土抗力与桩身水平位移之间的关系.综合考虑桩顶荷载及桩周堆载的影响,建立了引入P-Δ效应的被动单桩桩身挠曲微分方程,采用...     

沉桩对邻近既有桩内力变形的影响分析

基于布辛奈斯克位移解与p-y曲线法,求解沉桩引起的自由土体水平位移并建立了单桩水平位移控制方程,采用两阶段法研究了沉桩引起的既有桩响应,分析了既有桩桩顶约束条件、桩身刚度及土体强度对既有桩性状的影响。研究表明,沉桩初始阶段在邻近既有桩中产生较大的桩身弯矩,沉桩深度增大时,既有桩桩身弯矩减小。既有桩桩顶约束条件对桩身性状有明显影响。土体强度增大时,既有桩桩身弯矩与变形均增大。既有桩桩身刚度增大时,桩身位移减小,桩身弯矩增大。     

Deducing Pile Responses and Soil Reactions from Inclinometer Data of a Lateral Load Test

This paper presents a regressive model to deduce the internal forces and soil reactions of a laterally loaded test pile from the data of inclinometer measurements. This model simulates the distribution of bending moments of the pile by using a composite function of which the upper part is modeled by a polynomial and the lower part is modeled by the characteristic function of an analytical solution for a semi-infinite pile supported by uniform Winkler soil springs. Through successive regressive analyses, the optimal composite function obtained can effectively simulate the pile responses including the deflections, bending moments, shear forces, and the associated soil reactions. For verification, both the solution of a finite element analysis and the results of an in-situ load test have been adopted and the results of regressive analyses can satisfactorily obtain the pile responses. In addition, on the basis of curves of pile deflection and soil reaction deduced from the results of the pile test, a set of site-specific p-y curves can thus be established. Finally, a parametric study has shown that accurate estimate of moment-curvature relationship of a pile section is essential to the accuracy of the deduced pile internal forces, soil reactions, and p-y curves.     

单桩横向承载力试验研究

本文通过现场4根不同桩长、桩径和配筋率的冲吸式钻孔灌注桩横向荷载试验,分析了单桩的横向承载力问题。并探讨了单桩临界开裂荷载的确定方法,其中3根试桩通过钢筋应力计量测了桩身弯矩,与国内外常用计算方法所得的理论值进行比较;根据桩顶实测位移反算了地基系数随位移变化的规律;并将实测桩顶转角值与理论计算值作了比较;还初步探讨了不同桩径、桩长和配筋率等对单桩横向承载力的影响。     

考虑桩侧土抗力时超长桩的临界荷载计算

桩侧土体的弹性抗力假定为两部分组成，通过选择合适的桩柱挠曲变形函数，用瑞利—里兹法求解其临界荷载，分析桩周土抗力模式对超长桩的临界荷栽及计算长度的影响关系。     

水平力作用下群桩性状的研究

本文在调查研究和模型试验的基础上,结合固定式海上平台规范中在水平力作用下群桩的研究课题,对群桩的工作性状与破坏机理,产生群桩效应的临界桩距,群桩的水平承载力及其主要影响因素,单桩与群桩情况下应力应变关系等方面进行了全面深入的研究。对群桩在水平力作用用方向(纵向)各桩受力分配的不均匀性及群桩情况下桩的p-y曲线的分析中发现了一些新的规律,并提出了经验公式和建议,以弥补目前国内外现行计算方法的缺陷和不足。研究成果可供在水平力作用下的桩基工程设计时参考。     

软土地基超长桩静载试验中桩侧堆载影响分析

阐述了堆载法静载试验中桩侧堆载与地基变形对试桩的影响,为便于分析,定义了试桩沉降的实测值和真实值。对比分析了国家、行业及地方标准中关于试桩、锚桩(或压重平台支墩)和基准桩之间中心距离的相关规定,探讨了减小桩侧堆载对试桩沉降影响的方法。结合深圳填海区大直径超长桩静载试验工程实例,建立三维数值模型,分析了采用地基处理+“回”字形混凝土平台时,桩侧堆载和加/卸载方式对试桩受荷性状及测试结果的影响,包括桩土沉降、桩身轴力、监测点位移和试桩刚度等。研究结果表明:堆载法静载试验中,采用试桩沉降真实值时,桩侧堆载的加/卸载过程对试桩极限承载力和承载特性的影响可以忽略; 对于采用“回”字形混凝土平台的软土地基大直径超长桩静载试验,建议采用高精度水准仪或全站仪对试桩桩顶沉降真实值进行监测和校核,包括试验准备阶段桩侧堆载引起的沉降,以剔除桩侧堆载的加/卸载过程对沉降基准点竖向位移的影响。     

Experimental Investigation on the Behavior of a Defective Pile Subject to a Lateral Load

Soil Mechanics and Foundation Engineering - This paper investigates the lateral loading of a single pile with a necking defect under different conditions in sandy soil. The behavior of the pile was...