基于侧阻硬化与软化模型的大直径桩基水平承载力研究

从桩侧竖向摩阻力作为大直径基桩水平承载力显著影响因素的角度出发,首先分别建立了桩侧摩阻力硬化和软化τ–s模型作用下单位长度桩身抗力矩Ms的数值解及其相应的解析方程。随后,在传递矩阵法基础上分别推导了考虑桩身抗力矩Ms影响的传递矩阵系数解析解。最后,通过影响参数及工程案例对比分析,分别证明了本文所推导的附加弯矩–转角本构模型和传递矩阵解的正确性,并得出以下结论:对侧阻硬化模型而言,桩身抗力矩Ms随着桩径d、抗剪刚度系数比值k2/k1的增加以及弹性极限位移seu的减小而增加;对侧阻软化模型而言,桩身抗力矩Ms随着桩径d、参数β(=su2/seu)和αres(=τu,res/τu,eq)的增加而增加。     

山区公路桥梁基桩嵌岩深度计算方法研究

嵌岩桩在山区高速公路建设中应用广泛,具有稳定性高、承载力大等特点,嵌岩深度对嵌岩桩的承载特性起到至关重要的作用。考虑嵌岩段顶部受剪力和弯矩组合作用下,引入Hoek-Brown准则,建立静力平衡方程,得到最小嵌岩深度的计算模型。结合实际工程案例,对比其他计算方法,论证了方法的可行性,对嵌岩桩设计具有一定的参考价值;同时,验证了采用四次多项式拟合岩石破坏面上切应力和法向应力之间的关系式满足精度和误差的要求。     

边载作用下隔离桩隔离效果的影响因素研究

以港珠澳大桥海底沉管隧道基础沉降控制研究为科研背景,为研究岛头边载作用下隔离桩隔离效果的影响因素,进行了8组室内模型试验,分别研究了隔离桩桩长、桩径、桩间距及隔离桩距减沉桩距离S₁等因素对隔离效果的影响。试验结果表明：减沉桩桩身最大轴力、弯矩随隔离桩桩长的增加而减小,并且当隔离桩桩长达到所需的嵌固深度时,对弯矩的隔离效果非常显著;隔离桩桩径的增加或桩间距的减小不仅提高隔离桩对竖向变形的隔断能力,同时也使得隔离桩之间土拱效应增强,减沉桩桩身最大轴力、弯矩随着隔离桩桩径的增加而减小,随隔离桩桩间距的减小而减小,同时,当隔离桩桩间距达到8D时,对轴力与弯矩的隔离效果可以忽略不计;减沉桩桩身最大轴力随S₁的减小而减小,而S₁的变化对弯矩的隔离效果影响不显著;研究成果可为隔离桩的应用提供较好的参考。     

黏性土层中后压浆桩承载性状的对比试验研究

基于无锡江海西路快速路工程开展的4个标段场地8根试桩静载试验,通过对比未压浆桩与压浆桩实测结果,研究黏性土层中桩端后压浆对桩基承载变形性状、桩端阻力及桩侧阻力发挥性状的影响。结果表明:桩端后压浆技术可显著提高桩基承载性能,并对提高桩基成桩质量的稳定性具有很好的效果;桩端压力浆液在桩端形成水泥结石体,有效地改善了桩端沉渣问题,显著增强了桩端承载变形性能与支承刚度;桩端后压浆可提高极限桩侧摩阻力发挥水平,使得压浆桩极限侧摩阻力要大于未压浆桩,从而提高桩基承载性能发挥的稳定性。     

基于桩-土界面脱开效应及摩阻力增强效应影响的水平荷载作用下桩受力机理研究

为研究桩侧摩阻力和桩端阻力对水平受荷桩承载性能的影响,在考虑桩侧变法向土抗力作用的基础上分别提出桩-土界面的摩阻力增强效应模型与脱开效应模型。以此为基础,分别推导得出桩竖向侧摩阻力作用下单位长度桩身抗力矩的数值解与简化公式;在双曲线型的桩端阻力-位移模型及摩阻力增强效应基础上,进一步推导得到基底水平阻力与基底抗力矩的数值解和简化公式。并将单位长度桩身抗力矩、基底抗力矩以及基底水平阻力分别代入四弹簧Winkler地基梁模型,采用传递矩阵法得到桩身响应解。通过多组算例对比分析,不但验证了所建议的理论公式正确性,也证明了简化公式的适用性。参数影响分析结果表明：桩顶水平变形降低幅度随着柔性系数的增加、长径比的减小而提高;同时,随着柔性系数的减小,基底抗力矩和水平阻力对基桩水平承载特性的影响逐渐减弱,当为柔性桩时可忽略不计。     

考虑桩土相对刚度影响的桩基水平循环累积变形特性及预测方法研究

针对海上风机桩基水平循环累积变形预测研究主要聚集于外部循环荷载作用特征,忽视桩土相对刚度影响的问题,通过自行研制的循环加载系统在砂土中开展了一系列1g模型试验研究。试验结果表明：归一化累积变形y N/y1随循环次数N增加呈指数型增长趋势,且随着循环荷载比ζc的增大而减小,但与循环幅值比ζb无明显关联性。桩土相对刚度与归一化累积变形呈现“S”型变化规律,即相对刚度对柔性桩和刚性桩的累积变形影响较小,但半刚性桩的累积变形则随着桩土相对刚度的增大而增加。在此基础之上,进一步提出了考虑循环荷载特性及桩土相对刚度联合影响的桩基水平循环累积变形预测公式,通过与文献已有试验数据对比分析,验证了方法的合理性与可靠性。     

考虑侧阻与端阻影响的基桩水平承载力传递矩阵解

为研究桩侧竖向摩阻力、桩端竖向阻力及水平剪应力对基桩水平承载特性的影响,该文首先根据桩侧摩阻力三折线t-s曲线推导得出了附加弯矩-转角本构模型线性解析表达式。随后在四弹簧模型基础上结合该文所提出的桩侧、桩端附加弯矩以及桩端水平剪力本构关系进而建立桩身受力微分方程,并采用Laplace变换解得桩身弹性、塑性段的传递矩阵系数解析解。最后在给出的迭代求解方法基础上进而求得考虑侧阻与端阻影响的基桩水平承载力响应解。通过两组案例对比分析不但验证了该文推导的正确性,也证明了该文所提出的桩侧、桩端附加弯矩以及桩端水平剪力本构模型的合理性;同时结果也表明当地基土体较好、桩径较大时桩侧附加弯矩M_s、桩端附加弯矩Mb和剪力Fb对水平承载特性影响不可忽略。