长短桩复合地基沉降计算方法研究

目的研究长短桩复合地基的一种新型的地基处理技术，解决沉降计算方法问题．方法从长短桩复合地基的作用机理入手，针对长短桩复合地基中桩、土、垫层相互作用特点，在剪切位移法的基础上，引入Mylonakis ＆ Gazetas的桩与桩、桩与土相互作用模型，同时考虑垫层作用影响，导出了长短桩复合地基计算时的桩-桩、桩-土以及土-土相互作用柔度系数．结果通过桩-土-垫层体系共同作用的长短桩复合地基沉降计算的新方法及编制相应的计算程序对某工程实例进行分析的结果表明，沉降计算值与实测值吻合较好．结论新的长短桩复合地基沉降计算方法表明此方法计算长短桩复合地基的沉降是可行的，深入探讨长短桩复合地基的沉降计算对于开发和推广其工程应用具有理论和工程意义．     

夯实水泥土桩复合地基承载特性分析

基于夯实水泥土桩复合地基载荷试验的结果,分析了复合地基在竖向荷载作用下垫层、桩及桩间土的共同作用机理,假设桩侧摩阻力分布形状,建立夯实水泥土桩复合地基的分析模型,考虑复合地基中桩、土变形协调,提出了一种计算复合地基桩土应力比的方法.利用该方法对夯实水泥土桩复合地基在竖向荷载作用下的承载特性进行深入研究,重点分析了垫层模量、桩端持力层模量、桩土相对刚度比、桩长径比对桩土应力比的影响.结果表明:夯实水泥土桩复合地基中垫层的模量对桩土应力比的影响要远大于桩端土持力层的模量;桩长径比的增加会使桩土应力比趋于一定值,说明复合地基中临界桩长的存在;增大桩长并同时提高桩土相对刚度比能显著提高桩土应力比.     

路堤荷载下低强度混凝土桩复合地基性状分析

目前在柔性基础下复合地基的设计中仍沿用刚性基础下复合地基的设计理论,因而造成实测值与设计值相差甚远.本文通过某高速公路软土地基处理中进行的现场试验,对路堤柔性基础下低强度混凝土桩复合地基的性状进行了分析研究.测试的项目包括桩土应力、桩土表面沉降、分层沉降、侧向变形等.研究结果表明:在柔性基础下这种复合地基可发挥桩间土的承载能力,其桩土应力比的变化趋势为先减小后增大;另外,实测的沉降量比按刚性基础下复合地基理论计算的沉降量要大.     

求解多元复合地基承载力发挥系数的新方法

多元复合地基是将复合地基中的三种桩型中的两种或三种联合应用于加固软土地基,从而大幅度提高地基承载力,减小地基沉降。但是多元复合地基的设计理论和计算方法并不成熟,承载力发挥系数无法精确选取。从单桩型复合地基关于桩间土承载力发挥系数与桩土应力比的关系式出发,并在得到多元复合地基桩土应力比的解析解的基础上,推导出多元复合地基次桩和桩间土承载力发挥系数的一般求解法。通过实例,证明了求解方法的可行性。     

CFG桩复合地基的特性研究

阐述了CFG桩复合地基的变形模式和桩的侧阻分布特征,推导了下卧层为文克勒地基及桩—土的相互作用下CFG桩复合地基的沉降和桩土应力比的计算公式,并讨论了桩土应力比随桩长、桩间距和桩间土模量等因素变化的规律,计算结果表明,在竖向荷载作用下,桩土应力比随桩长的增大而增大,随桩间土的土体模量和桩间距的增大而减小.最后结合实例验证了本文所推导公式的合理性.     

有无侧向约束夯实水泥土桩复合地基数值模拟

基于长桩侧向约束作用,利用大型有限元软件ADINA,对柔性基础下夯实水泥土楔形桩及夯实水泥土圆柱形桩复合地基进行了数值模拟,得到了在各级荷载作用下的桩土平均沉降差及桩土应力比,并与无侧向约束条件时进行了对比。结果表明,在侧向约束条件下,与圆柱形桩复合地基相比,楔形桩复合地基能减少桩土沉降差,降低桩土应力比,从而改善复合地基的工作性状,为工程应用提供有益的参考。     

橡胶水泥土桩复合地基受力性能的有限元分析

目的 分析橡胶水泥土桩复合地基在上部荷载作用下的受力性能,为研究橡胶水泥土桩复合地基奠定基础.方法 通过ABAQUS有限元软件建立了桩土三维有限元模型,对不同橡胶粉掺入的橡胶水泥土桩进行计算分析,研究荷载-位移、桩身应力等各种影响其性能的曲线.结果 随着橡胶粉掺量的增加,荷载-沉降曲线拐点弱化.橡胶粉掺量增大,桩间土的竖向附加应力越大.由于橡胶粉掺入增加了桩间土的水平位移,使桩间土处于三向受压状态,促进了其承载能力的发挥,调整了桩土应力比.结论 合理的调配橡胶掺入比,可以在满足复合地基的沉降控制条件下,发挥桩土共同作用,改善复合地基的受力性能.     

柔性基础下复合地基有效桩长计算方法研究

采用Boussinesq和Geddes解的联合求解方法,得到了考虑复合地基中桩顶和桩间土顶荷载时复合地基中任意深度处附加应力的分布情况;并根据柔性桩、桩间土和复合地基沉降关系,得到了带垫层柔性桩复合地基有效桩长计算方法．试验和计算结果对比表明：由于考虑了桩间土顶压力、桩身刺入量变形等因素对复合地基有效桩长的影响,有效桩长计算结果同现场实际情况比较吻合．     

复合地基加固区复合模量计算公式的改进

复合地基的沉降计算是一个重要的岩土工程问题.由于粉喷桩等柔性桩在桩与土之间具有过渡带,所以利用面积加权平均法对加固区常用的复合模量公式进行了修正.通过与实际工程进行对比,利用修正后的公式计算的沉降值比以前的公式计算结果更接近实测值.     

长短桩复合地基设计计算方法探讨

分别从长桩和短桩作用机理两方面阐述了长短桩复合地基的作用机理。以刚性长桩和柔性短桩组合成的长短桩复合地基为例,对常用的长短桩复合地基承载力计算方法之面积加权法和分步叠加法进行了介绍和对比分析,得出两种方法计算结果的一致性,并通过工程实例进行了验证。对长短桩复合地基沉降计算方法之复合模量法和增大系数法进行了介绍,分析了两种计算方法产生误差的原因,给出了一个采用增大系数法计算长短桩复合地基沉降的工程实例,工程实例计算结果与实际观测结果较吻合。建议采用增大系数法计算长短桩复合地基沉降时有必要对加固区桩间土模量增大系数进行适当修正,修正系数的取值范围需通过对大量工程实例进行分析后确定。     

不排水桩准饱和复合地基的固结特性

自然界广泛分布准饱和天然地基,研究不排水桩准饱和复合地基的固结特性具有理论意义和工程应用价值。假定桩土之间满足等应变条件,并考虑孔隙流体压缩性,建立了不排水桩准饱和复合地基的固结控制方程。根据荷载施加瞬间比流量等于零的性质确定了孔压初始条件,利用分离变量法和叠加法得到了总应力随深度不变时瞬时加载、单级线性加载和随时间任意变化加载下的孔压解析解答。推导了固结度和即时沉降的计算公式。考虑孔隙流体压缩性时复合地基既产生即时孔压也产生即时沉降。含气率越大,初始孔压和按固结沉降定义的固结度越小;含气率和桩的压缩模量越大,即时沉降越大。即使含气率只有0.2%,预应力管桩复合地基的即时沉降占总沉降的比率也高达97.3%。上述研究表明,由于地基经桩体加固后等效压缩模量大幅增加和孔隙水的体积模量随含气量大幅减小,因此在不排水桩准饱和复合地基固结分析中必须考虑孔隙水的压缩性,否则会造成较大的理论偏差。     

多元复合地基中柔性桩-土-垫层的相互作用

采用柔性桩与桩周土的相对位移表达式来表示多元复合地基中柔性桩桩侧摩阻力的分布规律,结合变形协调条件、物理方程和力的平衡方程,分析了刚性承台下柔性桩-土-垫层的相互作用,并将计算结果与模型试验结果进行了对比。结果表明：增加垫层厚度或提高垫层变形模量均能缓解桩顶应力集中,充分调动桩周土的承载能力;随着柔性桩的刚度提高,或垫层厚度增大,或垫层变形模量提高,柔性桩复合体的承载力均有不同程度的提高;最大桩侧摩阻力位于桩顶以下1／4～1／3桩长处;由于桩顶向垫层刺入使桩身存在负摩擦区,导致桩身最大轴力并不在桩顶,又因柔性桩的刚度不大,桩顶刺入作用较弱,负摩擦区段的长度短,故负摩擦不大。对比试验结果验证了所提出的方法具有可行性,对复合地基的设计计算具有指导意义。     

长短桩复合地基性状的有限元分析

通过对长短桩复合地基的有限元分析,探讨了长短桩的变形模量、桩长对桩身轴力和复合地基沉降的影响,分析表明：长桩的桩身应力表现出均匀向下传递荷载的特性,而短桩桩身应力在3 m范围内迅速减小;长短桩的变形模量对复合地基沉降的影响均不大;增加长桩或刚性短桩的桩长可以有效减小基础承台的沉降和提高桩顶荷载,而增加柔性短桩的桩长对控制沉降和提高桩身应力的作用不大.     

长短桩复合地基受荷性状的影响因素分析

采用大型有限元软件ABAQUS,对不同褥垫层模量、厚度、短桩模量及基础上不同的荷载对刚柔性长短桩复合地基的长桩与土的应力比、短桩与土的应力比、长短桩应力比、基础沉降的影响及其规律进行了分析.数值分析表明:垫层的存在增大了地基的沉降,可调节复合地基中桩土应力的分配;随着垫层模量的增加,长桩桩身应力增加,短桩应力减小;增加短桩的刚度,复合地基的沉降减少;随着基础顶面荷载的增加,桩土应力比增大,位移差也增大.结合武汉某住宅小区的长短桩静载荷的现场监测数据,分析了工程中长桩与土、短桩与土、长短桩应力比的变化规律.数值分析和现场监测数据分析结果可为该类型地基的设计和施工提供依据.     

循环荷载下长短桩桩网复合地基变形试验研究

通过长短桩桩网复合地基的模型试验,分析有、无土工格栅及不同幅值循环荷载下复合地基沉降、长短桩桩身应变及土工格栅应变的特性. 试验结果表明,土工格栅的加入会改善循环荷载下复合地基的整体性能. 复合地基沉降、桩身应变及土工格栅应变主要发生在循环荷载作用前期. 增大循环荷载幅值不仅会增大复合地基总沉降,还会加快沉降发展的速率. 复合地基的沉降与循环次数的关系可以用指数函数表示. 土工格栅的拉膜效应将部分荷载由桩间土传递到桩上,相比于没有土工格栅的复合地基,有土工格栅的复合地基中长短桩的应变更大,且此时长桩桩帽处的土工格栅会承受更大的拉力,应变相较于桩间土处更大;循环荷载下的长桩上部应变增量较大,下部应变增量较小.     

敞口管型桩压入对既有受荷桩基承载性状影响

基于经典桩侧摩阻力公式和圆孔扩张理论,优化考虑土压力系数、土塞增长率、扩孔塑性半径等问题,计算新增管桩的植入对在役桩承载性状的影响. 对比分析有限元的软件与理论计算结果,发现管型桩贯入引致的桩间土挤土效应,使在役桩侧摩阻力在一定深度范围内增加,且桩长越长、桩间距越小,贡献越明显. 新增桩与在役桩的距离小于3倍桩径,会形成局部群桩效应,使群桩协同工作时的桩顶沉降增加;距离大于6倍桩径,管型桩压入对既有桩侧摩阻力、群桩协同工作效应的影响较小.     

福永高速公路带帽混凝土桩复合地基优化设计思路浅析

根据建筑地基处理技术规范中混凝土桩复合地基设计计算表达式,对带帽桩复合地基和无帽桩复合地基的承载力、总沉降量进行了分析对比,并以此为依据对福永高速公路南屿互通带帽混凝土桩复合地基沉降控制的优化设计思路进行了分析。     

复合地基加固区沉降计算的一种新方法

根据桩与桩之间的相互作用因子叠加 ,提出了计算复合地基加固区沉降的一种简单、实用的新方法 .其计算结果与边界元法等方法的计算结果吻合得很好 .此方法适合于各种桩型 ,对柔性桩和刚性桩均适用     

竖向荷载作用下群桩沉降的一种计算方法

针对桩基设计理论中群桩基础沉降计算这一难题,提出了一种群桩沉降的计算方法.该方法以荷载传递法计算自身桩顶荷载作用下的沉降,根据剪切位移理论考虑群桩之间的相互影响,对群桩位移影响系数进行了修正,进而求得了邻桩桩顶荷载作用下对其产生的沉降,在考虑各桩的存在引起位移折减后将其迭加,得出了一种群桩沉降的计算方法.通过与已有模型桩基试验结果进行对比,结果表明:理论计算值与实测值吻合较好.