桩侧阻力与抗剪强度的关系及其随深度的变化

该文在库伦定律的基础上,建立起土体的抗剪强度指标与桩侧阻力的数学模型,并运用该数学模型对土的抗剪强度和桩侧阻力的关系以及桩侧阻力随深度的变化特点进行了分析,分析认为:除特定条件,桩的极限侧阻力与桩周土的抗剪强度不一定相等,桩土接触面不一定是剪切破裂面;不同类型的土中,桩的极限侧阻力随深度的变化规律不同,部分类型的土因内摩擦角和侧压力系数之间的特定关系而使桩的侧阻力表现出了"深度效应"。     

基于桩端和桩侧阻力相互作用的超长桩承载力研究

对于超长桩顶部受力承载水平临近极限情况时,会出现桩端位置附近的摩阻力陡增的现象,且不同桩体周围的土体强度和桩—土接触面特性差异,产生该效果的力度也不尽相同。以超长摩擦型单桩承载性能分析为基础,构建了复杂介质环境下超长摩擦型单桩的桩—土受力模型,并将广义弹性原理和优化反分析理论进行结合,以此来计算复杂介质中的超长桩摩擦型单桩的承载机能和测试静载试验的沉降曲线。通过测试得到的桩周和端土力学数据,结合有限单元法对超长桩桩端和桩侧阻力的Mindin解进行修正计算,以此提高抗滑桩的桩端和侧阻力相互作用的计算精度。算例结果表明,考虑桩体附加侧摩阻力修正后的计算结果和测试值吻合程度很高,说明该方法对提高超长桩的桩端和侧阻力相互作用的计算精度、对指导工程施工具有较好的借鉴价值。     

静压沉桩法在西安地区的应用

１　静压沉桩的原理桩在垂直静压过程中,桩尖刺入土体使其产生冲剪破坏,且伴随发生沿桩身土体的剪切破坏和对桩周围土体进行排挤,引起地基土的侧向应力增加,导致桩侧土的密度增大,故在砂层内压入到一定深度后,阻力增大到一定程度,桩就难以继续沉入。但在软粘性土中,孔隙水受此冲剪挤压作用,形成不均匀水头,产生巨大的超孔隙水压力,破坏了土体的结构,使桩周一倍桩径范围内土体的抗剪强度大幅度降低,产生严重软化（粘性土）或液化（粉土、粉细砂）,桩侧摩擦力随之大幅度降低形成滑动摩阻,因而能将桩送入很大深度的地基中。压桩…     

摩擦型长桩承载力计算的探讨

从分析摩擦型长桩的荷载传递机理出发, 指出了目前摩擦型长桩承载力计算公式的不足。按照荷载传递实际性状, 分析了桩-土相对位移与超长桩的承载性状之间的关系, 以桩土极限相对位移为界限, 将桩分为破坏滑移段L_z和非滑移段(L-L_z), 且探讨了Lz的计算。在非滑移段利用桩土接触面双曲线模型模拟桩侧摩阻力与桩土相对位移的关系, 得到非滑移段的桩侧摩阻力公式, 最后推导出了摩擦型长桩承载力计算总公式。实例表明, 该计算公式具有一定的理论及工程意义。     

黄土地区土与混凝土接触界面大型直剪试验研究

通过改进的大型直剪仪进行粘土自身、粘土与混凝土4个含水率3个密度共64个试样的剪切试验.研究黄土地区土与混凝土接触界面抗剪强度随土体含水率以及土体密度变化规律,得到了不同密度土体在不同含水率不同正应力下土与混凝土接触界面的剪切应力应变曲线.由曲线可知土与混凝土接触界面的抗剪强度随土体含水率的增大均呈下降趋势、随土体密度增大呈增大趋势,表明土与混凝土接触界面的抗剪强度、摩擦角、粘聚力等力学参数与土体含水率以及土体密度密切相关.     

土-结构接触面剪切试验与应力-位移模型

为研究土-结构接触面的力学特性,进行了4个不同含水率的土-结构接触面改进直剪试验,并结合数学特征对接触面的应力-位移模型进行研究。试验结果表明：① 土-岩石接触面、土体内部的抗剪强度均随含水率的增大而减小,而土-砖接触面的抗剪强度随含水率增大基本上先增大后减小;② 土-岩石接触面的抗剪强度总小于土体内部抗剪强度;③ 土-砖接触面的抗剪强度与土体内部抗剪强度的大小关系随含水率增大而变化。提出了一个新的接触面应力-位移复合指数模型,新模型对硬化型和软化型曲线都适用,克服了传统模型的缺陷。对比分析表明,新模型拟合结果与实测数据吻合良好。     

桩极限侧阻力取值的几个问题

根据试桩资料的分析,指出了桩周不同位置的土体表现出不同的工作性状,单单依据桩的类型以粘性土的液性指数和砂性土的孔隙比等物理指标来确定桩侧土的极限阻力与实测结果往往存在很大的差异,建立桩侧阻力取值的合理方法具有十分重要的意义。     

沙漠场地桩侧摩阻力的分布规律的研究

利用直接剪切试验仪研究了且北－１井区不同含水状态下的不同密度实度砂样与不同粗糙度的混凝土表面之间的摩阻特性，初步得到了界面上的极限摩阻力，随作用于界面上的正应力的变化规律；提出了均质砂土场地中桩侧摩阻力的计算公式。     

岩土参数对海上风电大直径钢管桩水平承载特性影响分析

在桩基础设计过程中,岩土参数的准确性对基桩承载力计算结果至关重要.为研究岩土参数的不同取值对海上风电大直径钢管桩水平承载特性的影响,从不同岩土参数在水平承载特性中的敏感性问题,该文选取江苏某典型海上风电项目,采用数值模拟对工程进行简化建模,研究土体黏聚力c、桩土界面摩擦角φ、土体弹性模量E、剪胀角ψ不同取值对大直径钢管桩水平承载特性的影响.研究结果表明:1)抗剪强度与水平承载力正相关,且影响明显;2)土体弹性模量对水平承载力影响不明显;3)水平承载力随剪胀角的增大先增大后减小.研究结论可作为海上风电大直径钢管桩基础的设计参考.     

桩土相互作用阻尼的试验研究

依据桩土系统受瞬态力作用下波动阻尼方程定义桩侧土阻尼系数,通过模型桩室内试验,模拟真实的桩土系统边界条件,在桩顶进行小应变反射波测试,得到桩底反射波与入射波幅值比随桩周应力的增大成线性减小。利用桩身应力波衰减规律,进一步得出桩侧土阻尼系数随着桩周土应力的增大而成指数增大,最终得到在不同含水状态下砂土、粉土、粘土三种土中桩侧土阻尼系数与桩周应力的相关模型。     

掩埋土体对地基极限承载力的贡献研究

工程建设中,建筑物破坏的一部分原因是由于建筑物所在的地基达到了地基的极限承载力所造成的。常用的地基极限承载力的理论算法的极限承载力公式并没有考虑到地基基础底部以上两侧土体的抗剪强度的影响。该文通过有限元法模拟计算地基极限承载力并对比太沙基极限承载力公式计算方法,从而探讨地基基础底部以上两侧埋深土体的抗剪强度对地基极限承载力的影响。     

天津东站地下变电站超长桩承载力试验研究

该文以天津东站地下变电站工程所使用的超长钻孔灌注桩为研究对象,采用锚固法进行超长桩的竖向抗压静荷载试验。试验结果表明:超长桩的荷载位移曲线为平缓型,属于典型的端承摩擦型桩曲线,且单桩的竖向抗压极限承载力均不小于试验最大荷载;桩身轴力的传递是自上而下进行的,即随着深度的增加轴力逐渐减小,并在荷载增加时,桩身轴力的传递性降低;桩身所承受荷载大部分由桩侧摩阻力提供,且由于地基土层性质的差异,桩侧摩阻力表现为随深度的“驼峰形”分布,当荷载达到一定值后,桩侧摩阻力不增反减,发生桩土软化的现象。     

文家坡煤矿回采巷道底板破坏深度研究

针对文家坡煤矿回采巷道,建立了回采巷道煤帮的弹性地基梁受力模型,分析了煤帮任一界面上的剪力计算方法,推导了巷道埋深、顶板上覆岩层容重、煤帮应力集中系数、煤帮极限平衡区及弹性区的宽度、煤帮下卧底板的弹性特征值及煤帮弹塑性界面上煤体抗剪强度的关系式。以文家坡煤矿4102运顺巷道为例,运用上述理论计算了煤帮极限平衡区宽度和底板破坏深度,为巷道底板的支护设计提供了科学可靠的理论依据。     

群桩沉降及周围土体沉降的计算

把群桩等代为一个大单桩,将群桩与周围土体的相互作用简化为侧表面上的面荷载和分布在底面的面荷载。基于Mindlin应力解,通过积分求得该等代大单桩桩侧摩阻力与桩端阻力对桩周土体中任一点的附加应力,根据分层总和法可得到群桩自身沉降以及周围土体任一点的竖向沉降。为验证本文方法,对上海2个工程实例进行计算分析并与实测数据进行对比。结果表明本方法可以很好地计算群桩自身沉降以及桩周土体沉降。     

黄土地基旋挖钻孔灌注桩荷载传递性状分析

本文通过在西安地区黄土地基旋挖钻孔灌注桩竖向静载荷试验中，采用应力测试元件的桩的不同截面轴力测试，分析了黄土地基中采用旋挖成孔工艺完成的灌注桩在竖向荷载作用下，桩身侧阻力的分布变化规律以及桩端阻力的发挥过程，探讨了桩的非饱和黄土段和饱和黄土段侧阻力随桩顶荷载及桩土间相对位移的变化特征，以及与黄土的工程性质及埋深关系     

夯实水泥土桩试验研究及数值分析

通过桩身埋设特制应力传感器的夯实水泥土桩单桩载荷试验获得的资料,分析了夯实水泥土桩桩身材料的应力应变关系、桩侧摩阻力与桩土相对位移的关系、夯实水泥土桩在荷载作用下轴力、侧摩阻力沿深度的分布特征。并运用荷载传递法结合Geddes公式对试验结果进行了分析,计算与实测数据具有较好的一致性。     

土工格栅加筋黏土抗剪强度三轴试验

通过土体三轴受压条件下的无侧向静止土压力系数和摩尔-库仑定理,将加筋黏土体在三轴受压条件下的总体抗剪强度分为加筋土体发生侧向变形前的强度和与土工格栅密切相关的土体发生侧向变形后的强度两部分进行研究.在不同含水量下加筋黏土的三轴试验及其所得相关数据分析的基础上,提出利用加筋土体发生侧向变形后的抗剪强度与极限抗剪强度的比值P2随加筋层数的变化情况作为评价加筋效果的重要指标.试验结果表明,当黏土在最优含水量状态下时,其加筋效果最为显著.     

大直径开口钢管桩竖向承载特性试验研究

利用分布式光纤传感技术获得了大直径开口钢管桩在竖向压力下的桩身应变。在抗压静载试验的基础上,分析了桩身轴力、桩侧摩阻力和桩端阻力随桩顶荷载的发挥规律。桩身轴力沿深度的分布、各土层侧摩阻力和桩端阻力的发挥均与桩顶荷载的大小密切相关。在各级荷载下,桩身变形主要表现为轴向弹性压缩。假定桩端阻力主要来自土塞,分析了土塞与内壁的相互作用随桩顶荷载的变化。基于一维竖向平衡分析和有效土塞高度的研究,建议了大直径开口钢管桩的承载力计算方法,为工程设计提供了参考依据。     

不同堆置状态粗粒土剪切强度试验研究

为研究不同堆置条件下排土场粗粒土的力学响应规律, 开展了终排土体固结排水三轴压缩试验和在排土体快剪试验。研究结果表明, 土体固结排水三轴压缩应力-应变曲线呈现先弹性后屈服再弱硬化的规律, 体积-应变曲线有拐点, 低围压时先剪缩后剪胀, 高围压时以剪缩为主。在排土体快剪试验具有峰值强度, 100~400 kPa时, 峰值强度出现在剪切位移20%~30%之间, 且剪应力-位移曲线呈弱化趋势; 600~1 200 kPa时, 峰值强度出现在剪切位移30%~40%, 随剪切位移增加, 土体抗剪强度基本保持恒定或略有增大。不同堆置状态排土体抗剪强度参数取值各不相同。     

土层温度变化与湿喷桩荷载沉降关系的模型研究

在室内试验模型槽内构筑模型地基,在不同的土层温度下打设湿喷桩。在桩底预埋土压力盒测量桩端应力,并在28d龄期进行载荷试验,得到不同养护温度、不同土层下的桩体强度指标。提出土层温度越高,单桩的承载力越大,桩体的压缩量越小,桩顶的沉降越小;不同的养护温度造成了不同的桩端应力增长速度和桩侧摩阻力增长速度。