复合地基桩体向下卧层刺入量模型试验研究

为了解具有软弱下卧层复合地基的作用机理,掌握桩端处柱土的荷载分扭及桩体刺入下卧层的规律,做了不同工况下的复合地基模型试验.试验结果对复合地基沉降理论研究提供了依据及数据支持,对其设计有一定指导作用.     

软弱土层对超长摩擦桩承载性状的影响

以苏通大桥主桥索塔地基中的中粗砾砂土和软粘土为地基土,用三维非线性有限元方法研究了软弱土层的埋深、厚度以及软弱下卧层等对超长摩擦桩承载性状的影响.计算结果表明,超长摩擦桩的承载力随桩周软弱土层的埋深、厚度的增大均呈线性减小,随软弱下卧层埋深的增大而增大,桩侧阻力的分布随软弱土层埋深、厚度的变化而变化.     

斜拉荷载作用下输电塔双层地基承载特性有限元分析

为了解上覆软土层的输电塔双层地基中上拔力和水平力共同作用下桩基的受力情况,采用ABAQUS有限元方法对斜拉荷载作用下扩底桩—双层土体地基体系进行数值模拟,通过改变上覆软土层厚度和强度等进一步分析铁塔地基的破坏性状。结果表明,软土层越厚,桩基承载力越低,且荷载倾角在荷载临界角两侧时对桩基承载力下降幅度影响不同;随着软土层强度的增加,桩基承载力提高;双层地基土体的破裂面亦随着软土性质的改变而发生变化。     

密实度对桩端承载力影响的离散元分析

为探究土体密实度对桩基的滑动面和破坏机理产生的影响,采用PFC3D软件模拟浅埋条件下的单桩在密实和松散砂土中的载荷试验,从微观角度揭示密实和松散两种状态对桩端承载机理的影响。结果表明,在桩端承载力与沉降位移的关系曲线中,密实地基的桩端阻力存在明显的峰值并出现沉降软化,松散地基的桩端阻力不断增大;通过颗粒速度场随桩体位移的变化,密实地基的破坏面与MEYERHOF G G提出的破坏面类似,松散地基的破坏面与VESIC A S提出的冲剪破坏面和局部剪切破坏面类似;通过颗粒位移场随桩体位移的变化,密实地基桩端附近土体发生侧向挤压和隆起而松散地基桩端土体仅发生严重的侧向挤压;通过分析地基破坏后的颗粒接触力,密实地基的力链有沿桩端向桩端以上的地基边界和桩身发展的趋势,松散地基的力链集中在桩底以下并向下传递;通过孔隙比和应力状态随加载过程的变化可知,密实地基发生土体剪胀,松散地基发生土体剪缩。     

斜压荷载作用下输电塔扩底桩稳定性数值分析

为研究输电塔扩底桩基础在斜压荷载作用下的稳定性,采用ABAQUS有限元软件,结合塔基实际受力特点,并考虑桩土接触条件,建立了桩土体系三维实体模型,对斜压荷载作用下输电塔扩底桩稳定性进行了数值分析。结果表明,随荷载倾角的增大,桩基由于桩侧土体抗力不足逐渐表现为倾覆失稳;加大各土体强度参数对提高桩基极限承载力效果显著;软弱下卧层的存在及持力层厚度的变化仅对荷载倾角小于10°时桩基的稳定性有影响。因此,运用数值模拟分析方法探讨及预测桩土的承载能力具有易行性。     

串场河防洪闸群桩基础施工期仿真分析

串场河防洪闸建在覆盖层较厚的软土地基上,为防止基础不均匀沉降过大、增强闸基础稳定性和运行安全性,采用管桩方案加固基础.采用基于三维快速拉格朗日算法的FLAC3D程序对该闸施工期上部结构、群桩和地基共同作用机理进行数值仿真模拟,探讨了地基沉降及桩承载力分布规律.计算结果表明,施工期群桩基础的应力分布和不均匀沉降处于合理范围,桩顶反力满足承载力设计要求,基础不均匀沉降与现场观测资料基本吻合,可为工程设计和施工提供技术指导,同时说明FLAC3D软件在大型群桩基础分析具有可行性与可靠性.     

振冲碎石桩复合地基的等效渗透系数计算方法

振冲碎石桩法是水利工程常用的地基加固方法,其加固形成的复合地基涉及到桩体及其桩间土等多种材料及扰动挤密作用影响等,渗流特性复杂。对此,结合某水电站工程实际,依据振冲碎石桩布置及复合地基桩体和桩间土的特性和面积比例,考虑扰动挤密作用对渗透特性的影响,提出了振冲碎石桩复合地基的等效渗透系数计算方法,从渗透流量和位势分布等渗流要素,并采用三维有限元法,计算比较了真实模型(实际参数)、复合地基模型(等效渗透系数)两种模型坝体和坝基的渗流场。结果表明,采用复合地基等效渗透系数计算的坝体和坝基渗流场基本符合精细模拟振冲碎石桩时计算的渗流场,可见该方法合理、有效,可用于类似工程渗流场的计算分析。     

桩身尺寸对超长摩擦桩承载性状的影响

基于三维有限元方法,以苏通大桥索塔地基中的粉细砂层为地基土,并假定为半无限均质地基,研究了超长桩桩长、桩径对超长摩擦桩承裁性状的影响.计算结果表明,增大入土桩长或桩径,桩顶极限荷栽和桩侧极限阻力均增大.     

大型泵房沉井在深厚软土层中的下沉控制应用研究

某大型火力发电厂的循环水泵房沉井位于软弱土层上,软土层厚度达到了20~30 m,采用刃脚下施打水泥搅拌桩控制沉井下沉,沉井外壁附近施打水泥搅拌桩防止井内涌水涌泥;泵房地基处理采用管桩刚性地基处理方案,同时采用格构式水泥搅拌桩保护管桩基础。文章对深厚软土层中的大型泵房沉井设计和下沉控制进行了详细介绍,可对类似工程设计和施工提供参考和借鉴。     

深厚覆盖层上水电站厂房位移计算和控制

以西藏某水电站工程为例,针对深覆盖层软土地基上水电站厂房的沉降变形问题进行了有限元模拟和计算,利用邓肯—张双曲线模型中的卸载再加载模量代替原始地基变形模量与摩尔—库仑等面积圆屈服准则的组合作为地基本构模型进行计算,并采用面—面接触单位模拟桩与土体的摩擦接触,通过对不同施工措施下的结果比较和分析,提出了在整个厂房底部设置摩擦桩并进行较大范围的固结灌浆,可控制部分厂房沉降和蓄水引起的回弹变形。     

长江下游某通用码头散货泊位PHC-钢管组合桩钢管桩长度确定

针对长江下游地区某物流通用码头散货泊位处水体较深、软土（淤泥质粉质粘土）较厚等不利岩土工程条件,确定采用PHC-钢管组合桩作为地基基础,而确定组合桩中的钢管桩长度部分尤为重要。为此,在考虑土体软化特点、桩土接触关系、桩身沉降等基础上,采用FLAC3D软件构建了PHC-钢管组合桩—土模型,进而计算了6根PHC-钢管组合桩中不同钢管长度时的桩身极限承载力、轴力、侧摩阻力。结果表明,钢管桩较短时,组合桩的极限承载力较高;改变钢管桩长度,使PHC管桩与钢管桩的接桩部位处于粉质粘土、粉细砂层时,轴力与侧摩阻力变化较大;接桩部位位于持力层时,缩短钢管桩长度会降低整桩极限承载力及接桩部位的侧摩阻力。通过对比分析钢管桩对组合桩桩身极限承载力、轴力、侧摩阻力的影响程度,最终确定组合桩中钢管桩长度5 m时为最优选择。     

基于多跨连续水闸底板结构的桩基布置方案优化研究

为减少不均匀沉降,提高上部结构整体景观性,上海市某水闸工程拟采用多跨连续整体式底板结构型式。针对多跨连续整体式结构受力机理复杂的特点,基于共同作用原理对均匀桩基布置、不均匀桩基布置等不同桩基布置方案进行Plaxis有限元数值协同分析,研究各方案下底板内力、沉降值情况。结果表明,相比于桩基均匀布置,软土地区多跨连续水闸底板下桩基不均匀布置对控制底板弯矩、减小不均匀沉降更为有利。其中,桩基边侧加密布置方案较桩基均匀布置和墩下桩基集中布置情况更优,底板上部最大弯矩显著降低的同时,桩基受力更为均匀。     

遗留桩坑对临近复合筒型基础倾斜率的影响

针对某海上风电项目,基于ABAQUS三维数值软件定量分析桩坑与复合筒型基础的距离、桩坑尺寸及深度等参数变化对复合筒型基础结构泥面倾斜率的影响,引入可反映桩坑充盈固结程度的系数γ与切线斜率K。结果表明：随着桩坑尺寸增加,复合筒型基础泥面倾斜率呈非线性增长,且均向桩坑所在方向倾斜;桩坑深度大于复合筒型基础入土深度时,基础倾斜率增长较快;研究表明筒型基础泥面倾斜率对大深度、近距离桩坑内部土体强度尤为敏感,拟通过该文研究为复合筒型基础风电机组安装船舶选型及布置提供理论依据。     

某高耸进水塔地基处理方案优选

针对新疆地区某水电站高耸进水塔地基不能满足上部结构要求的问题,采用PKPM软件中桩筏有限元计算模块和ADINA有限元软件,对高耸进水塔三种地基处理方案进行了计算分析。结果表明,桩基础、深齿墙+桩基础、无桩深齿墙三种方案均满足上部结构承载的要求;通过对比三种方案五个工况下的最大沉降量、应力及安全性等,并结合该高耸进水塔的项目特点,最终推荐选择无桩深齿墙方案。     

海上风机钢管单桩基础轴向承载力研究

针对海上风电基础形式中的钢管桩基础,采用ABAQUS软件进行三维有限元数值计算,通过计算桩顶荷载与桩顶沉降的关系,研究了钢管桩基础在单向荷载作用下的极限承载力特性,并对桩径、桩内土体压缩模量、桩外侧土体的内摩擦角等参数对轴向极限承载力的影响进行了敏感性分析,确定了钢管桩基础在单向荷载作用下影响轴向极限承载力的主要因素。     

水泥土搅拌桩复合地基在软基处理中的应用

由刚性桩、水泥土搅拌桩及桩问土组成的复合地基,其承载力是由桩和桩间土共同分担的,通过刚性桩和水泥土搅拌桩的施工,实现对桩间土的挤密加固,可充分发挥和利用地基土的承栽潜力,有效地解决软土地基承栽力不足的问题。     

考虑成桩扰动的复合土体模量计算方法

应用受力平衡分析对CFG桩桩间土模量进行了详细推导，同时考虑成桩过程的扰动，提出利用圆孔扩张理论计算扰动区半径，改进和完善了复合土体和桩间土模量的计算方法。有助于提高沉降计算精度。计算表明，该方法在工程上应用较为安全。     

某大型泵站空箱隔墩不均匀沉降敏感度分析

鉴于泵站复杂的进出水流道及泵房结构受力特殊,裂缝普遍存在,直接影响建筑物安全有效服役。以某大型贯流泵站高程9.7m变频器层空箱处混凝土隔墩裂缝工程为例,采用回弹值测法、碳化深度检测、钢筋保护层厚度测定及混凝土钻芯取样测试裂缝区域混凝土病害程度,并采用计算机仿真分析,基于有限单元法,依托泵站运行期垂直位移观测数据,考虑温度变化分析了基础不均匀沉降引发裂缝敏感度。结果表明,在泵站空箱隔墩实际裂缝区域出现应力集中,其结果与实际混凝土开裂区域吻合,说明基础不均匀沉降影响了泵站裂缝发展。因此,泵站设计过程中应考虑基础不均匀沉降问题。     

新疆下坂地水库大坝上游围堰基础振冲加固处理

饱和软土具有高压缩性、高灵敏度、高流变性和低强度、低渗透系数的工程特性,因此在软基上施工而临着孔压高、变形大、承载力低的难题。针对新疆下坂地工程上游围堰基础下伏地层中的软饱和层的特点,介绍了对基础淤泥质粘土层进行振冲处理的方法,以及振冲碎石桩的设计、施工和质量检测的过程。振冲碎石桩在下坂地围堰基础处理上的成功应用,打破了认为振冲碎石桩不适宜加固不排水抗剪强度小于20kPa的软弱粘土的一般看法,为振冲法在软基筑坝领域更为广泛的推广应用提供了成功的工程实例。     

大型风机扩展式基础地基弹性模量敏感性分析

针对地基条件差异对大型风机扩展基础受力和沉降变化的影响,以辉腾锡勒风电场大型风电机组基础工程为例,考虑基础钢环与混凝土间及混凝土与地基间的非线性接触,基于ANSYS平台建立了不同地基弹性模量多工况下的风力发电机基础三维有限元模型。计算结果表明,当地基弹性模量为100 MPa时,风机基础底面最大沉降值为10.277 mm,倾斜率为0.000 4,满足现行规范对地基变形的要求;地基弹性模量大于1 000 MPa之后,风机基础底部与地基间脱开趋势加剧;当地基弹性模量小于100 MPa时,建议设计时使用桩基础。