沿桩顶径向的动测三维效应分析

 基桩动测问题的理论基础一维应力波理论只有在锤径桩径比、波长桩径比、桩长桩径比足够大时才能近似成立，否则该问题实际上为应力波在柱体中传播的三维问题。基于应力波理论，考虑计算精度和效能，借助新型有限元分析系统COMSOL Multiphysics对基桩动测过程进行一维和三维动态仿真，对比分析两种模型计算结果异同，沿桩顶径向三维效应主要表现为不同部位速度响应不同且信号发生振荡，入射波存在延时，反射波到时也存在差别。结合野外实验较系统地研究这些三维效应随锤桩比、波长桩径比、长径比的变化规律，给出三维效应的动测规避方式。     

动测法测定桩承载力计算

动测法是检测桩基承载力及桩身质量的一项新技术,作为静载试验的补充,在国内外得到较广泛的应用。动测法是对桩土体进行适当的简化处理,建立起数学-力学模型,借助现代电子技术与量测设备,采集桩-土体系在给定的动荷载作用下所产生的振动参数,结合实际桩土条件进行计算,所得结果与相应的静载试验结果     

基桩低应变法桩顶三维效应影响研究

对基桩采用低应变法试验时,实测信号受桩顶三维效应的影响进行研究.对三维效应的产生和造成的不利影响进行了理论分析,通过工程实例总结了三维效应对实测信号的影响类型,并归纳了减小影响的技术措施,为提升大直径灌注桩低应变法测试效果积累了经验.     

大直径桩的三维效应

提出大直径桩动测存在的三维效应现象,通过合理的假设,建立了大直径桩的三维动测模型,探讨了其动态平衡方程的建立过程,并且对缺陷大直径桩三维效应进行了一些研究,从而避免由于在大直径桩中出现的非对称缺陷而导致误判.     

桩底沉渣对基桩动测信号影响的仿真分析

运用有限元软件分析了不同桩底沉渣厚度和强度对基桩动测信号的影响,得到了沉渣厚度和强度对动测信号的影响规律,指出了存在桩底沉渣时桩底位置的正确判断方法,通过与实测信号对比验证了该方法的正确性。     

应用动测技术检测搅拌桩质量的有关问题

搅拌桩属柔性桩，对它的质量检测，能否套用刚性桩的小应变动测技术，本文就此提出了一些看法，并在原理上对动测结果的分析作了相应探讨。     

基桩无损动测原理的分析研究

介绍了基桩动测的测试方法和基本原理，从理论上分析了低应变动测基桩过程中应力波的传播规律，为如何利用波形图和频谱图分析基桩的质量状况提出了参考依据。     

桩身缺陷模型桩模拟试验与动测波形特征

通过动测桩身完整性模型模拟试验,获得了桩身典型缺陷与波形特征的对应关系,完善了动测桩基完整性的理论依据,并对桩基完整性检测技术提出了几点意见。     

关于基桩动测工作有关问题的认识

由于基桩动测技术本身在发展与应用过程中存在人为差异,从而形成了种种误解或疏忽,有必要针对如下几个方面以提高认识：明确动测目的,确定相应的动测方法;了解高应变法与低应变法的根本区别;动测试桩抽检方式与数量的确定;对预制桩进行动力检测的必要性;动测实施的时间及部位;依据波速来估计桩身混凝土强度等级应注意的因素;如何根据动测报告了解桩基施工质量。     

桩端刺入的离心机试验研究

采用可视化模型箱,进行桩端刺入离心模型试验。考虑纯砂土、分层介质两种土体情况,研究上覆软弱夹层对桩端刺入的桩侧摩阻力和桩端阻力的发挥性状及阻力随沉降的发展模式的影响。试验表明:分层介质中达到极限桩端阻力所需的桩端刺入量约为纯砂土中的一半,且当桩土相对位移很小时,桩端附近的土体的横向位移和沿深部方向的影响范围基本形成,桩端砂土有比较明显的椭球孔形扩张态势。     

模型嵌岩桩试验及数值分析

由于嵌岩桩的极限承载力很高,在现场试验中很难将其加载至破坏和监测破坏时嵌岩段摩阻力的分布特征。采用室内模型试验方法对桩1混凝土及桩1岩石界面的摩阻特性进行研究。试验中对两个嵌岩桩模型进行荷载试验,将其中一个加载至破坏。试验结果表明,破坏发生在桩/混凝土界面,而桩身及岩体内部均保持完好。另外,桩/岩石界面上的摩阻力分布是非均匀的;模型桩破坏时在嵌岩段上部产生的摩阻力远大于下部的值。数值模拟结果表明,摩阻力的这种分布特性是因为桩周岩体变形所在界面所产生的法向压应力的影响。试验结果说明,对于建造在高强度岩体中的嵌岩桩,其承载力特性极大地取决于桩/岩石界面的摩阻特性,而摩阻力的分布又受到桩周岩体变形的影响。     

压桩过程中静压桩挤土位移的动态模拟和 实测对比研究

 圆孔扩张法及应变路径法由于土体的大变形和桩土界面摩擦接触问题而难以模拟动态的压桩过程,数值模拟法能够考虑到土体的本构关系、大变形和桩土的相互作用等诸多因素的影响,因而在静压桩挤土效应方面得到了广泛的应用。采用合适的土体屈服准则及有限变形理论,通过在桩土界面设置接触以及在桩顶施加位移荷载建立了能够实现动态压桩过程的有限元模型。利用得到的有限元模型模拟了沉桩产生的水平及竖向挤土位移场,讨论了动态压桩过程对沉桩挤土位移场的影响,并和现场实测进行了对比。研究结果表明,挤土位移场动态模拟结果与实测值相一致,且能反映土性的变化情况;在动态压桩过程中,水平向的挤土位移随着压桩深度的增加而增大,竖向挤土位移随着压桩深度的增加浅层土体表现为隆起增加,而深层土体表现为下沉量增加。挤土位移的最大值与压桩深度存在滞后效应,因此在压桩过程中要给以足够的重视。     

基于二维弹性变形的碎石桩复合地基固结分析

 首先对超静孔压影响下的复合地基二维弹性变形性状进行分析,给出复合地基土体和桩体的体积应变、应力及位移等的解析表达式;然后,基于二维变形分析的结果,给出考虑外部荷载瞬时施加、土体内径竖向组合渗流以及扰动区土体水平向渗透系数3种变化模式的复合地基固结解;最后,对二维变形条件下的复合地基固结性状进行分析。分析结果表明：(1) 考虑二维变形特性的复合地基固结解给出的固结度小于同等条件下只考虑一维变形的复合地基固结解答给出的固结度;(2) 本文解给出的复合地基桩–土应力比随着地基固结逐渐增大,但和以往一维变形解预测结果不同的是,其值增大到一定程度即停止增长,并不会增大到桩–土压缩模量比之值;(3) 跟传统一维变形解不同,本文考虑二维变形的复合地基固结解给出的桩–土应力比在初始时刻并不等于0。     

基于三维离散–连续耦合方法的分层介质中桩端刺入数值模拟

使用离散–连续耦合的方法模拟分层介质中桩端的刺入过程,即在桩端刺入影响较大的区域采用离散元模拟,在离桩较远的区域采用连续单元模拟,开发FLAC3D和PFC3D的结合模块,通过交界处离散颗粒与连续单元的相互接触位移作用实现耦合。通过与有关的数值模拟和离心机试验比较可知,离散–连续耦合方法能高效且合理地模拟分层介质中桩端的刺入过程。研究表明分层介质中桩端刺入存在桩端阻力极限值,上覆软弱层对极限桩端阻的大小的影响效果不明显,但上覆软弱层的存在使得分层介质中桩端阻力达到极限值所需刺入深度远小于纯砂中。综合分析桩端土体宏细观参数的变化规律可得：(1) 与桩端接触的土体被逐渐压密,与桩端连成整体,颗粒基本不旋转,以竖向位移为主;(2) 与桩侧接触的土体颗粒,沿刺入方向发生滑动,颗粒基本不旋转,以竖向位移为主;(3) 稍远区域的颗粒受剪胀作用影响剧烈旋转,以斜向下挤扩运动为主。     

不同类型刚性桩复合地基测试结果与分析

在复合地基中,桩土应力比是一个重要的设计参数,通过对广东不同地区不同类型刚性桩复合地基进行压板和原型测试,获得了桩土应力变化规律。测试结果表明,桩土应力比与桩土的相对刚度密切相关;对同样的褥垫层厚度,不同刚度的刚性桩,桩在复合地基中承受的荷载为50%～85%。这对刚性桩复合地基设计有一定的参考意义。     

基于极限分析的桩端岩层冲切分析

 岩溶区桩基桩端岩层易发生冲切破坏。针对岩溶区岩体特点引进Hoek-Brown非线性岩石破坏强度准则,并推导得其剪应力的二次抛物线型表达式。基于极限分析上限法原理,确定冲切破坏体的功能方程,并通过变分求极值原理获得冲切破坏体的母线方程,进一步通过微分得到桩端岩层抗冲切安全厚度计算公式。结合岩溶区桩基实践,分析抗冲切安全厚度影响因素的取值范围并进行参数分析,结果表明：(1) 冲切破坏体上下直径比d1/d随岩体地质力学分类指标RMR值的增大呈非线性减小,说明岩体质量好的岩溶顶板其冲切所形成的锥形旋转体底部直径小,反之,旋转体底部直径大;(2) 根据不同的d1/d及RMR值,初始冲切角 为24°～42°;(3) 厚径比h/d随RMR的增大呈非线性减小,表明岩体质量越好,所需安全厚度也越小;在岩体质量较好(RMR＞65)的情况下,h/d基本在2.5以下。     

基于LS-DYNA的桩顶约束混凝土基桩的低应变动测数值研究

以一维应力波理论为基础,运用有限元显式分析方法,对混凝土桩在桩顶自由和桩顶受约束时的低应变动测进行数值模拟;并对比两种情况下的动测曲线,发现桩顶受约束时桩的动测曲线不仅受桩周土体的影响,还受到上部结构的干扰,并且桩身反射的三维效应更明显。然后,通过信号处理得到桩顶受约束的混凝土桩的滤波信号,使这种情况下的混凝土桩的缺陷识别更加简便和准确。最后,通过对模拟曲线与实测曲线的较好拟合,表明基于有限元显式分析方法的桩基检测模拟是可靠的,所得结论对于提高混凝土桩低应变动测的准确性具有一定的指导意义。     

倾斜液化场地桩基地震响应离心机试验研究

 倾斜液化场地中群桩地震响应受液化土层侧向流动和桩土相互作用影响和控制,故倾斜液化场地中桩基抗震性能问题是一个极其复杂问题。基于动态土工离心机试验来探讨考虑倾斜液化土侧向流动特点的群桩地震响应规律。试验设计不同地震强度下2个50 g典型土工离心模型试验,以研究倾斜液化场地中桩土加速度、位移、桩身弯矩和土体超孔隙水压力响应特性。试验提出倾斜饱和土层的制备方法,再现倾斜液化场地中桩基础在强震作用下的破坏程度、状态和机制,并进一步对比分析试验结果,取得较好的成果,此为倾斜液化场地桩基础的抗震设计提供可靠依据,对确保液化场地桩基础的抗震稳定性和安全性具有重要意义。