闸基灌注桩水平承载力现场试验与反演分析

基础灌注桩对于控制水闸整体变形、提高整体稳定具有重要作用。以某水闸基础灌注桩开展水平承载性能研究，通过反射波法和高应变法对工程桩的完好性进行检验，采用现场水平静载试验确定其水平极限承载力，基于ＡＢＡＱＵＳ有限元反演分析灌注桩在荷载作用下的水平承载性能。研究表明，位于软土层中直径０．８ｍ闸基灌注桩水平极限承载力可达１２８ｋＮ，根据地质资料数值模拟能很好地推求灌注桩水平承载力，本次数值模拟与现场试验误差为６．８７％，研究成果可为类似工程灌注桩的优化设计提供技术支撑。     

砂土地基中混凝土实心方桩水平承载特性分析

通过大型通用有限元软件ＡＢＡＱＵＳ进行了实心方桩水平荷载特性的系统研究,采用弥散开裂模型模拟混凝土的损伤破坏行为。首先对已有方桩水平承载力原位实验进行数值模拟,计算结果与相关试验数据比较吻合。进而探讨桩周土的性质、竖向荷载、桩身配筋率等因素对实心方桩水平特性的影响。结果表明:增大竖向荷载水平使方桩桩体弯矩最大值变大,但总体上改善实心方桩的水平承载性能。增加配筋率可以明显降低桩顶的水平位移。配筋率较高时,其承载力容许值决定于桩头侧移,而配筋率较低时受到桩体裂开控制。     

基于FLAC~(3D)的灌注桩桩底沉渣影响研究

采用三维连续介质快速拉格朗日法（ＦＬＡＣ３Ｄ）对实际工程中灌注桩在沉渣影响下的竖向承载特 性及沉降特性进行了数值模拟分析,并与静载荷竖向承载特性试验实测结果（Ｑ— Ｓ曲线）进行了对比, 两者互相补充和相互验证。进而分别研究了沉渣厚度和沉渣性质对桩体极限承载力和沉降的影响,结 果表明:沉渣厚度和沉渣性质对桩承载力的折减,分别存在一个影响曲线,为实际单桩承载力的计算提 供依据。     

考虑黏土应变软化的拖曳锚极限承载力数值分析

基于ＡＢＡＱＵＳ有限元分析软件,采用耦合的欧拉－拉格朗日方法建立三维有限元模型,计算拖 曳锚极限承载力,计算结果与已有研究结果吻合较好;通过用户子程序ＶＵＳＤＦＬＤ来实现软化模型,通过 改变不同的软化参数,研究了黏土应变软化对拖曳锚极限承载力的影响。研究发现拖曳锚峰值承载力 几乎不受黏土应变软化的影响,但是其残余承载力受应变软化影响较大。     

能量桩传热性能影响因素的数值模拟与分析

基于数值模拟的方法,运用ＡＢＡＱＵＳ软件建立模型,分别对能量桩的桩长、桩径、换热管数、换热 液流速和土体类型进行了敏感性分析,得到不同条件下能量桩的换热量。结果表明:能量桩的单位长度 换热量与桩径、流速、土体导热系数成正比,与桩长成反比。在单Ｕ、双Ｕ、三Ｕ型能量桩中,双Ｕ型能量 桩的单位长度换热量最高。     

弹塑性损伤蠕变模型的有限元数值实施

利用有限元软件ＡＢＡＱＵＳ为平台,采用隐式应力积分回映算法编制了ＵＭＡＴ子程序。对不同围压下的三轴压缩试验和蠕变试验进行有限元数值模拟,并与试验结果进行对比分析,结果表明所编写的本构模型数值模拟结果与试验结果非常接近,可以有效反映软岩的力学特性,丰富了ＡＢＡＱＵＳ的材料库。采用该模型对地下开挖进行数值计算,得到了岩体表面的位移关系和洞口顶部的下沉随时间的变化规律,结果表明该子程序是正确和可信的,可以为地下工程分析提供合理的建议。     

PHC-钢管组合桩高应变检测修正方法

针对PHC-钢管组合桩这类非常规桩的极限承载力设计及高应变检测难题,开展了高应变试验和竖向静载试验。设计制作3根不同长度组合的PHC-钢管组合桩,采用锤击法沉桩,通过高应变现场试验和竖向静载试验,得出基于两种试验数据的极限承载力;依据高应变和竖向静载试验结果,通过理论分析提出了PHC-钢管组合桩高应变实测曲线拟合法的修正方法。结果表明,对于PHC-钢管组合桩,高应变实测曲线拟合法得到的极限承载力大于竖向静载试验下的极限承载力,提出的修正方法计算结果与竖向静载试验结果基本一致,可用于PHC-钢管组合桩极限承载力高应变法检测。     

陡岩河岸高桩墩式码头群桩基础水平承载能力分析

采用ＡＢＡＱＵＳ有限元软件，考虑斜坡嵌岩群桩施工与承载等流程，以及桩岩相互作用力学性状与材料应力应变非线性影响，构建斜坡－四边形四桩三维模型体系，在桩嵌岩深度、斜坡坡度等变化情况下，对斜坡四边形四桩的水平承载能力进行分析。分析表明，不同坡度和嵌岩深度条件下嵌岩群桩水平承载能力，是群桩桩身刚度与桩前岩体抗力、群桩基础的空间效应等综合作用的体现。随着坡度的逐渐增加，前排桩（桩１和桩２）桩顶水平承载力发挥程度逐渐减小，后排桩（桩３和桩４）桩顶水平承载力发挥程度逐渐增大，即对限制承台中心点水平位移的贡献度逐渐增加。     

基于梯度优化法的单桩竖向承载力可靠性研究

采用可靠度理论对钻孔灌注桩竖向承载力进行研究,并建立桩基承载力极限状态方程,运用FORTRAN语言按梯度优化法编写计算可靠度指标程序。针对某灌注桩承载力进行可靠度计算,并对影响单桩竖向承载力的基本因素进行敏感性分析,探讨计算模式不确定系数、极限摩阻力、桩端极限阻力、桩顶荷载对桩基可靠度的影响,结果表明:桩基穿越多层土时,桩侧土质越好,即极限摩阻力越大,对桩基承载力可靠性影响越明显,其极限摩阻力变异系数对可靠指标的影响也越显著;桩基可靠指标随着计算模式不确定系数、极限摩阻力、桩端极限阻力、桩顶荷载变异系数的增大而减小。     

贵阳强风化泥质白云岩嵌岩桩承载特性分析研究

在贵阳地区,嵌岩桩的桩端常置于完整、较完整的岩基上,且嵌岩桩的承载力时常按照端承桩的情况来计算,以贵阳某工程项目的强风化泥质白云岩嵌岩桩为研究对象,通过基桩自平衡静载荷试验,分析强风化泥质白云岩嵌岩桩竖向承载力、桩身侧阻力及桩端阻力,探讨此类地质条件下嵌岩桩的承载特性。研究结果表明:实测试桩的Q-s曲线符合试验规程;桩身轴力呈线性分布;嵌岩段的轴力随着荷载的增大变化明显;强风化泥质白云岩嵌岩桩竖向承载力由桩端阻力和桩身侧阻力共同承担,研究结果可为类似工程提供参考。     

预制桥面板 ＵＨＰＣ湿接缝的界面受力性能研究

为确定合理的界面间约束与接触关系,采用ＡＢＡＱＵＳ中3种不同的约束与接触关系基于现有试验试件进行模拟,将数值分析结果与试验结果与进行对比分析。研究表明:采用内聚力模型的有限元模型破坏形态与试验结果较为一致,绑定约束次之,而采用接触摩擦模型的有限元模拟结果与试验差别最大;以试验开裂荷载与极限荷载为分析对象,绑定约束与内聚力模型的数值分析结果与试验吻合较好,而接触摩擦模型的数值分析结果与试验差异较大;与绑定约束模型相比,内聚力模型能够较好地模拟试件界面的损伤。因此,当采用ＡＢＡＱＵＳ进行预制桥面板与ＵＨＰＣ湿接缝的界面受力的有限元分析时,宜采用内聚力模型或绑定约束模型,不宜采用接触摩擦模型。     

某渡槽后注浆灌注桩适应性试验研究

通过对鄂北地区水资源配置工程某渡槽钻孔灌注桩进行低应变动力测试、高应变动力测试、单桩竖向抗压静载测试和桩身应力测试等试验,分析后注浆对桩体应力波速、完整性、承载能力、轴力、侧摩阻力和端阻力等的影响。研究表明,试验桩在特定的施工方法和工程地质条件下,后注浆灌注桩对单桩竖向抗压承载能力有明显的改善作用,承载能力提高约7.5%,对桩体的侧摩阻力有明显的加强作用,端阻力无明显变化,桩体完整性无明显影响。     

大直径灌注桩承载力特性试验研究

基于某工程现场大直径灌注桩静载试验测试结果,分析竖向荷载作用下灌注桩承载力特性及荷载传递规律,结果表明荷载-沉降曲线均为陡降型,具有明显拐点,获得灌注桩的承载力极限值;同时基于现场试验进行了桩身应力测试,对灌注桩侧摩阻力结果进行分析讨论,结果表明,该工程区域地质条件下,桩侧出现负摩阻力,这一结果对灌注桩的设计和施工具有重要影响。     

开口钢管桩竖向承载力分析

为了验证用《建筑桩基技术规范》中的公式计算开口钢管桩竖向承载力的合理性,以具体工程为实例,采用规范中的计算公式、MIDAS数值模型和高应变现场检测的方法,对开口钢管桩的竖向承载力进行了比较分析。结果表明：按规范中的计算公式计算得到的竖向承载力明显大于现场检测值;按数值模型分析得到的竖向承载力小于规范中公式的计算值。     

PHC-钢管组合桩竖向荷载传递机理研究

PHC-钢管组合桩因抗腐蚀、贯入性能好,在高桩码头开始推广使用。但是其上部是PHC管桩,下部是钢管桩,两者桩径不同,弹性模量和密度等差异很大,荷载在桩体中的传递呈现出不同的作用机理,传统计算方法无法直接应用于其竖向承载力计算,而且该桩型竖向荷载传递机理研究未见报道,导致PHC-钢管组合桩竖向荷载设计缺少机理依据。运用FLAC3D软件并基于镇江扬中长江沿岸地区地质条件,对PHC-钢管组合桩进行竖向静载数值计算,同时考虑土体软化特性、桩土接触特性及沉降大变形问题,对"接桩部位埋深"、"接桩部位面积"问题进行研究。分析其不同组合下对桩身极限承载力的影响以及桩身轴力、侧摩阻力分布规律。结果表明,镇江扬中长江沿岸地区打入的PHC-钢管组合桩是端承摩擦桩;接桩部位埋深与面积会影响极限承载力和桩体失稳后沉降值大小;桩身轴力在接桩部位发生较大衰减;桩侧摩阻力随深度变化较复杂;整桩侧摩阻力极值出现在接桩部位。     

轴-横向荷载作用下超长桩数值模拟

轴-横向荷载作用下的桩土相互作用研究主要集中在单层土中的中短桩,工程设计将水平、竖向荷载作用分开单独考虑.本文对成层地基中超长桩在轴-横向耦合荷载作用下展开数值模拟研究和试验对比,结果表明,轴-横向荷载作用下的超长桩桩-土相互作用主要集中在土体浅部区域,竖向荷载作用使得桩身弯矩、水平位移减小,从而提高了桩基础水平承载力;对于软粘土,水平荷载能在一定程度上提高超长桩的竖向承载力.桩侧土与桩端土的变形模量比也是影响超长桩承载性能的重要因素,两者比值越大,侧摩阻力占总荷载比例越低.本文建立的超长桩数值模型计算结果与实测数据吻合较好.     

基于ＡＢＡＱＵＳ的钢筋混凝土柱抗震数值模拟分析

为了研究ＡＢＡＱＵＳ软件中实体单元和纤维梁单元在不同破坏模式下（ＲＣ）柱滞回性能数值模 拟的适用性,从美国ＰＥＥＲ数据库中收集了９根钢筋混凝土矩形截面柱的拟静力试验数据,柱试件分别 发生了弯曲、弯剪或剪切不同模式的破坏。在ＡＢＡＱＵＳ中分别建立柱试件的实体单元模型和纤维梁单 元模型并进行往复荷载作用下ＲＣ柱滞回性能的数值模拟,将模拟结果与试验数据进行了对比分析。 结果表明:对于弯曲破坏ＲＣ柱,适合采用纤维梁单元模拟,而对于弯剪破坏和剪切破坏ＲＣ柱,基于实 体单元的模拟结果与试验结果更为接近;纤维梁单元能够更准确地模拟ＲＣ柱滞回曲线的捏拢效应。     

基于FLAC^3D 的海上风电大直径钢管桩基础竖向承载力数值模拟研究

为研究不同深度地层的大直径钢管桩基础承载性能,采用FLAC^3D建立大直径钢管桩数值模型,开展数值模拟研究。结果表明:数值模拟所得桩极限承载力为10450 kN,与现场静载试桩试验结果相近,数值模型可靠;桩身轴力随着土层深度的增加而减小,桩的轴向承载力主要由桩侧摩阻力提供,桩底轴力趋近于0;当桩入土深度大于30 m时,桩极限承载力提升较快,说明土层⑥-1可作为良好的持力层。研究成果可为岸外辐射沙洲海域海上风电施工建设提供参考依据。     

天津滨海新区轨道Ｚ4线双线Ｕ型截面简支梁桥的自振特性分析

为研究双线Ｕ型截面简支梁桥的竖向弯曲振动频率，并获得一种简化的计算方法，以天津滨海新区轨道Ｚ4线30ｍ双线Ｕ型截面简支梁桥为背景，采用理论分析和数值模拟相结合的方法对其动力性能进行研究。首先推导出考虑剪切和剪滞双重效应下，主梁和道床板的应变能求解公式，接着利用能量变分原理求得控制微分方程，最后运用Ｈａｍｉｌｔｏｎ原理得到双线Ｕ型截面简支梁桥的竖向弯曲振动频率计算公式。为了验证所得竖向弯曲振动频率解析解的正确性，运用ＡＮＳＹＳ与ＭＩＤＡＳ／Ｃｉｖｉｌ有限元软件对双线Ｕ型截面简支梁桥进行数值模拟，求得双线Ｕ型截面简支梁桥的前三阶竖向弯曲振动频率，并将有限元结果与所推导的理论计算值进行对比。研究结果表明:竖向弯曲振动频率公式的计算结果与有限元结果吻合较好，精度较高；竖向弯曲振动频率受宽跨比变化的影响最大，道床板厚度变化次之，高跨比变化最小；且竖向弯曲振动频率随着宽跨比和道床板厚度的增大，均表现出增大趋势；随着竖向弯曲振动频率阶数的增高，其增幅均逐渐减小。     

大直径嵌岩灌注桩的竖向承载性状研究

本文对大直径嵌岩灌注桩的竖向承载性状进行分析,探讨了嵌岩桩的竖向承载机理;比较了国内现行规范关于嵌岩桩竖向承载力的计算方法。针对规范的计算结果与工程实测资料相比偏于保守的主要原因,提出现行规范有待进一步修订的内容。文章还介绍并总结了国内外对大直径嵌岩桩关于嵌岩深度的研究现状及理论方法。