输电线路斜柱式基础外负荷确定方法探讨

根据斜柱式基础的受力特点,推导出了基础及立柱计算时的上拔力、下压力及其相应的水平力的计算方法。公式便于直接计算各相关作用力,并与相关行业规定计算的结果进行了分析比较,进而提出了修改建议。     

盾构近距侧穿高架桥桩的施工力学行为研究

 针对合肥地铁1号线盾构近距侧穿城市高架桥桩施工存在的巨大安全隐患,基于桥桩结构耦合弹簧力学计算原理与有限差分方法,分析盾构推进过程中不同工况下桥桩结构受力、水平变形、地层沉降的变化规律,探讨桩实体结构单元弯矩、剪力计算方法的可行性,研究表明：(1) 盾构近距(最近距离0.63 m)侧穿施工对高架桥桩产生较大影响,其影响程度与盾构施工工况位置密切相关,且双隧洞盾构依次掘进对高架桥桩的力学行为影响具有叠加效应;(2) 随着盾构逐步接近桩体,桩弯矩、剪力、位移不断增大,叠加后的最大弯矩、剪力和水平位移分别为700.5 kN•m,159.6 kN,2.39 mm,位于右隧洞开挖盾构刀盘已侧穿穿越第二排桩,而盾尾刚进入第一排桩对应工况;(3) 千斤顶推动盾构机前行时,在盾尾衬砌管片外围形成建筑空隙,是引起地层损失的主要原因;(4) 桥桩实体结构单元变形挠曲方程通过桩位移离散点监控数据拟合,由此计算盾构推进各工况高架桥桩的弯矩和剪力,经典案例验证表明,桥桩实体结构的弯矩和剪力计算方法可行。     

大变形条件下单桩水平承载性状分析

针对大变形条件下承受水平荷载的单桩基础,采用沿深度线性增加并能较好的反映上部土体抵抗侧向变形能力的地基反力系数,及简化的土体弹塑性本构关系,推导出桩身变形和内力的计算公式,并用FORTRAN语言编制了计算程序。算例表明：桩的水平位移和弯矩随水平力和力矩的增加而非线性增大;桩身位移随距离地面的距离的增加而减小,距地面的距离超过10倍桩径时桩身响应极小,可忽略不计;桩顶约束是桩身响应沿桩身分布的重要影响因素;随着桩周土体力学性质的改善,桩的最大位移和最大弯矩均明显减小。计算值与现场实测值吻合度很高,且比已有解计算结果更优,所得解及程序是可靠的。     

土体三轴加卸荷对桩基影响模型试验系统研制与应用

 为模拟土体三轴加卸荷对桩基侧摩阻力产生的影响,研制土体三轴加卸荷对桩基影响模拟试验系统。该系统包括4个子系统：三轴加卸荷系统、模型桩组、量测系统及数据自动采集系统。该系统可通过气压加载法在大直径土样顶面及侧向以较高荷载进行加卸荷,模拟不同土性、不同桩端约束条件下土体沉降或回弹对模型桩产生的影响,并通过试验验证其有效性和可靠性。试验表明：系统智能化程度高,可实现大荷载长期稳压,量测系统灵敏度高稳定性好;桩端自由悬空条件下,随土样竖向及侧向施加气压荷载增加,最大正负侧摩阻力增大,中性点发生在(0.5～0.6)L(其中,L为桩身长度)区域。卸荷初期土体回弹变形不大,但桩受拉力发展很快至较大值。系统可用于模拟土体不同路径加卸荷对工程桩的影响。     

注浆成型螺纹桩接触面特性试验研究

 为揭示新型注浆成型螺纹桩抗拔承载机制,对桩–土界面开展试验研究。借助自主研制的大型接触面剪切仪,量测普通桩土接触面与不同螺纹间距接触面的剪切应力与相对剪切位移关系,并观察桩土接触的破坏形态。试验研究表明,无螺纹桩–土界面产生平面形态破坏面,而螺纹桩–土界面呈现拱形曲线形态破坏;螺纹加固效应主要是增大桩土间的黏聚力从而提高桩土界面的抗剪强度;桩土界面上的螺纹间距存在某一最优值,可形成最大的拱形破坏面,从而螺纹桩–土界面将发挥最大抗剪强度。     

围护墙后开挖对基坑变形影响的数值分析

以西江引水盾构一标盾构吊出井和阀门井深基坑工程为分析对象,考虑土体的小应变刚度特性,建立三维有限元分析模型,探讨围护墙后开挖对基坑的变形影响。通过计算结果和实测数据的对比分析,表明部分围护墙后开挖卸载,造成支撑两端产生不平衡力,使开挖一侧的墙体回弹而减小水平位移,而对侧墙体水平位移继续增大,墙后土体沉降也随之增大。墙后的局部开挖卸载还能引起支撑两端墙体最大位移向相反方向移动,产生错动趋势。而开挖卸载的同时在墙后适当增加支撑可调整墙体的位移增量,有助于减少对基坑的扰动。所获得的结论对于既有基坑墙后开挖工程的设计和施工具有重要的参考价值。     

盾构超近距离穿越大型立交桩基群影响研究

针对砂卵石地层中盾构隧道超近距离穿越大型立交桩基群工程特点,为确定设计方案的可行性、保证盾构施工中的桥梁安全,采用FLAC3D三维快速拉格朗日差分方法分析软件对盾构穿越桩基群进行了数值模拟,分别对桩基群加固前后的沉降和应力等进行了分析,并通过理论计算分析了盾构隧道塌落拱高度范围内土体松弛对桩基产生负摩阻力的影响,验算了桩基承载力,为满足桩基沉降变形和承载力要求,提出了注浆加固的处理措施,相应地给出了注浆的加固范围,并制定了施工应急预案。计算结果表明:桩基群经过土体加固后,可有效地减小盾构掘进造成的地层损失,立交桥的沉降、桩基承载力及结构应力均满足安全要求。     

可液化土中单桩地震响应的离心机试验研究

通过离心机动力模型试验,观测了饱和砂土层中单桩-上部结构在强震中的反应,并通过数值方法导出了桩土水平相对位移和侧向土阻力的演变。研究结果表明:强震下饱和砂土中孔压增长较快,孔压的增长减弱了土阻力及桩身内力,同时使桩基础的竖向承载力降低;砂土接近液化时,桩基础失去大部分承载力,上部结构沉降严重。本研究加深了对砂土液化过程中的桩–土动力相互作用机理的理解,有助于建立液化土中桩基抗震设计方法。     

输电线路嵌固式岩石基础抗拔试验

对湖南省某500 kV 输电线路嵌固式岩石基础进行真型试验, 根据试验结果, 分析基础承载特性和破坏机理, 采用极限平衡理论验算基础稳定性, 在综合造价分析的基础上指出嵌固式岩石基础的经济性和环保性。     

Contact Interface Model for Shallow Foundations Subjected to Combined Cyclic Loading

It has been recognized that the ductility demands on a superstructure might be reduced by allowing rocking behavior and mobilization of the ultimate capacity of shallow foundations during seismic loading. However, the absence of practical reliable foundation modeling techniques to accurately design foundations with the desired capacity and energy dissipation characteristics and concerns about permanent deformations have hindered the use of nonlinear soil–foundation–structure interaction as a designed mechanism for improving performance of structural systems. This paper presents a new “contact interface model” that has been developed to provide nonlinear relations between cyclic loads and displacements of the footing–soil system during combined cyclic loading (vertical, shear, and moment). The rigid footing and the soil beneath the footing in the zone of influence, considered as a macroelement, are modeled by keeping track of the geometry of the soil surface beneath the footing, along with the kinematics of the footing–soil system, interaction diagrams in vertical, shear, and moment space, and the introduction of a parameter, critical contact area ratio (A/Ac); the ratio of footing area (A) to the footing contact area required to support vertical and shear loads (Ac). Several contact interface model simulations were carried out and the model simulations are compared with centrifuge model test results. Using only six user-defined model input parameters, the contact interface model is capable of capturing the essential features (load capacities, stiffness degradation, energy dissipation, and deformations) of shallow foundations subjected to combined cyclic loading.