深水高桩码头不同驳岸结构的变形特征分析

离岸深水港后方陆域连接需要进行高填土,驳岸可采用斜顶桩结构.驳岸采用非线性平面有限元方法,分析高填土施工过程中3种不同斜顶桩驳岸结构受力变形特性,研究高填土作用下结构与土的相互作用.通过对承台侧向位移变化过程和桩身轴力的分析,比较不同斜顶桩驳岸结构的特点.计算结果表明,结构受力变形特性随施工过程而变化,不同斜项桩结构的变形特性不同,板桩、支撑桩的受力特性与结构形式有关.研究结果可为深水港的结构选型和设计提供参考.     

不同作用力下高桩码头叉桩受力分析

高桩码头结构的复杂性、桩体与土相互作用的非线性以及外力的多样性,使得桩体受力相当复杂。文章探讨了桩土相互作用的数值模拟方法,采用ANSYS有限元软件,建立了高桩码头桩体与土相互作用的数值计算模型,并结合正交化试验,进行了不同荷载下码头结构受力的仿真计算,并通过数理统计分析,得到了叉桩桩顶受力随荷载改变的变化规律以及叉桩桩顶受力的极限情况,为分析高桩码头叉桩破损原因提供了参考依据。     

横向土压力对板桩主动土压力区内桩列的内力影响及桩列的内力计算

在斜顶桩铜管板桩结构中，准确计算位于板桩后主动土压力区内的支撑桩内力，对准确确定工程造价和确保工程质量是必要的。分析横向土压力对位于板桩后主动土压力区内桩列的内力影响，对桩列的内力计算进行探讨。     

高桩码头叉桩修复及加固技术研究

采用ANSYS有限元建立了高桩码头结构及桩与土相互作用的数值计算模型,对加大桩帽法、局部外包桩体法进行了数值仿真计算,得到了以上2种加固方案下叉桩的受力变化规律;结合加固效果,推荐采用局部外包桩体法为加固方案,并确定了其最优外包尺寸。     

高桩码头桩后回淤对桩的影响数值分析

以某国际集装箱码头为例,利用ABAQUS有限元分析软件,采用Mohr-coulomb准则,建立了高桩码头与土相互作用的三维数值模型。分析在不同回淤深度下对桩基的影响情况。分析结果表明:高桩码头桩后回淤对结构产生不利影响。当回淤深度大于3 m时,在距离桩顶2 m位置处,桩基的拉应力最大值大于抗裂应力,结构出现裂缝。     

高桩码头钢板桩接岸结构锈蚀残余承载力有限元分析

针对天津港9～11段码头钢板桩接岸结构出现的锈蚀和破损现象,采用ANSYS有限元建立了钢板桩结构与土相互作用的数值计算模型,并进行了钢板桩在完好、锈蚀和局部破损3种情况下的有限元计算分析,得到了以上3种情况下的接岸结构及土体变形和钢板桩的受力状况。为钢板桩的安全性判定提供了依据。     

遮帘板桩式接岸结构桩土相互作用分析*

结合某工程,对遮帘板桩式接岸结构桩土相互作用进行数值分析,研究了桩土相关计算参数对桩土作用的影响。由于遮帘桩的存在,在受到后方土压力时,遮帘桩桩间土压力向两侧遮帘桩传递,这样减小了前排桩承受的土压力,产生土拱效应,提高了接岸结构的承载力。土的粘聚力与内摩擦角对桩土相互作用影响较大,随着粘聚力与内摩擦角的增加,遮帘桩荷载承担比均有所增加,最后都趋于稳定值,当粘聚力达到一定值时,内摩擦角对桩土相互作用影响较小。遮帘桩间距及遮帘桩与前板桩间距对桩土作用影响较大,只有综合考虑,才能优化码头设计。土的弹性模量、泊松比、桩土摩擦系数对桩土相互作用影响较小,在设计时可作次要因素考虑。     

基于接触问题的桩土相互作用机理

采用子结构凝聚自由度法推导出桩土接触问题的非线性有限元平衡方程,引入接触问题的约束条件,并通过增广拉格朗日乘子法对约束条件进行处理,得到数值计算的迭代格式,进而对桩土相互作用进行非线性数值计算,结果表 明：数值计算结果与实测结果吻合较好,接触问题的引入可以合理地解释桩土相互作用的机理问题。     

非线性土体桩土相互作用对高桩码头抗震设计影响的分析

针对目前高桩码头抗震设计中所存在的桩土相互作用对桩受力问题进行了分析，采用了非线性上ｐ－ｙ曲线桩土相互作用模式，编制了计算程序。通过实例分析表明对中强地震区，中软岸坡情况，桩土相互作用对桩受力的影响是显著的。     

板桩墙与斜顶桩连接形式的探讨

<正>1 前言 天津港七～十二段及一突堤堤头共7个泊位,其码头结构均为高桩梁板结构型式,后方挡土墙为钢板桩加斜顶桩支撑。 码头自1974年建成使用后,我们在1988年对码头进行了调查,发现七～八段码头的113根斜顶桩有15根开裂,且有3根桩上有2条裂缝,其余的只有1条裂缝;9～11段及一突堤堤头码头有个别桩开裂;12～13段码头有65根斜顶桩开裂,且破坏较严重。开裂桩上的裂缝均为水平向缝,缝宽0.1～1.5cm不等,缝均在临海一侧的桩表面及相邻两侧面。近年来,随着天津港吞吐量的迅速增长,码头的使用率大幅度提高。码头上频繁的荷载作用增大了回填土体对挡土结构的作用力,从而使斜顶桩开裂的数目增长较快。1991年再次对七～八段码头进行调查,发现已开裂的桩增加到了68根,且有23根桩上有2～4条裂缝。斜顶桩为何会出现裂缝,有何办法使斜顶桩避免出现裂缝,为此,我们对板桩墙与斜顶桩的连接型式及斜顶桩出现裂缝的机理进行了探讨。     

波浪作用下考虑桩土相互作用的桩柱响应*

以一离岸深水桩柱为例,依据JTJ 2132—1998《海港水文规范》的环境条件和环境荷载规范,对桩柱进行有限元离散。在海洋深水环境条件下考虑流固耦合效应,计算了在海洋极端规则波以及不规则波条件下桩柱的运动响应;为了进一步研究分析泥面以下土体对桩柱运动响应的影响,对比分析了在考虑桩土耦合相互作用下桩柱的响应与基岩面固结解下的响应;考虑到海洋地基为两相饱和土介质,对比了在不同简化阻抗处理下的运动响应结果。结果表明,桩土耦合相互作用对于波浪尤其是不规则波作用下的桩柱响应有很大影响,简化阻抗下的运动响应相比两相饱和地基阻抗处理论误差在10%左右,考虑桩土耦合效应对于工程设计具有指导意义和实用价值。     

桩-土-承台相互作用的有限元简化模型

针对低桩承台结构计算中往往只考虑桩土作用,忽视承台与土相互作用的问题,通过工程实例,建立考虑桩-土-承台相互作用的低桩承台有限元简化模型,分析桩间土的承载作用对承台和桩内力的影响。结果表明:在简化模型中考虑桩间土的承载作用后,承台弯矩和桩基轴力可减少35%～40%;桩身弯矩和剪力主要受水平力和土体m值影响;桩基轴力随地基土基床系数的增大而逐渐减小,但减幅逐渐趋缓。     

海岸软土地基桩-土相互作用的数值模拟及应用

桩基础是高桩码头整体结构受力的关键。通过建立桩-土的理论受力模型,对桩体、土体及其相互作用进行理论分析,采用傅里叶级数收敛法对对称的模型进行求逆简化,为计算机求解给定方向。在ANSYS有限元分析软件中通过APDL语言对桩-土相互作用模型进行编程化建模和加载,计算后得出桩体、土体的整体变形规律和桩侧摩阻随桩深的变化规律,将模型计算结果与现有的试验结论进行分析对比。结果表明:傅里叶级数收敛法在对称模型刚度矩阵求逆过程中可以将许多元素变为零,以增加计算机的计算效率;桩体、土体的整体位移在不同荷载作用下发生微小差异,桩土摩擦阻力呈分段线性分布,其中在入土深度32 m处应力达到最大值,在工程中应对该处布置更多纵向持力钢筋。     

考虑桩-土作用的PHC管桩极限变形及其影响因素分析

单调荷载作用下PHC管桩的极限变形是判断结构损伤的一项重要参数。为了解桩、土参数对PHC管桩在单调荷载作用下变形的影响,采用ABAQUS有限元软件的纤维梁单元模型和共结点法,建立考虑桩土相互作用的PHC管桩有限元模型,使用P-y土弹簧模拟桩土相互作用,混凝土采用UCONCRETE03本构模型,预应力纵筋采用USTEEL02本构模型,分析配筋率、桩基入土深度、土体不排水抗剪强度、轴压比等参数对PHC管桩极限变形的影响规律。计算结果表明:桩基极限位移随桩基配筋率的提高而增加,但随桩基入土深度、土体不排水抗剪强度、轴压比的增加而减少,并拟合单调荷载作用下的PHC桩基极限位移的计算公式。     

桩土相互作用阻尼系数试验结果与其他结果的对比

当前如何考虑桩土之间的相互作用并将其定量化是限制基桩缺陷定量分析方法准确性的重要因素。低应变条件下将土对桩的作用以粘滞阻尼器考虑,通过桩土相互作用试验测定桩顶速度响应并结合理论分析结果确定桩侧土在不同状态下的桩土相互作用阻尼系数。在现有的一些研究中也有一些其他确定阻尼系数的方法,例如经过动力平衡分析得到桩侧土单位长度阻尼系数的理论表达式,实际测定表达式中各个参数即可确定相应阻尼系数;也有通过多次动静对比试验得到的阻尼系数经验值。由于各个阻尼系数定义并不相同,参考试验时的实际情况确定各个参数,进而将不同定义的阻尼系数转化为同一量纲,分析了不同阻尼系数的差距,发现通过多次动静对比试验得到的Case阻尼系数由于是在大应变情况下得到的,相对桩土相互作用试验得到的阻尼系数有较大差距,应用于低应变分析并不合适。而理论推导得到的阻尼系数相对试验结果虽然并不一致,但是他们之间存在一定的相关性,进而经过拟合分析发现两者之间的比值可以表示为剪切波速的函数。     

水平荷载单桩的三维有限元分析

利用有限元程序ANSYS对桩土相互作用体系中单桩的横向静力响应进行了三维有限元数值模拟。分析了是否考虑土体的弹塑性、桩土之间是否考虑接触面等因素对单桩横向响应的影响。提出了确定接触面参数的方法,以及有效模拟单桩横向响应的有限元模型,最后进行了实例验证,得到了有价值的结论。     

桩基地连墙码头结构新形式应用与研究

埃及塞德港集装箱码头二期工程成功应用桩基地连墙码头结构,项目设计过程采用三维有限元方法、考虑桩土相互作用进行结构计算,采用修正的竖向弹性地基梁法进行结构内力计算,整体稳定性计算考虑截桩力。项目在结构形式和设计计算方法方面均具有创新性。桩基地连墙组合码头结构,是介于桩基和地连墙结构间的新型结构,较适用于软弱土层较厚、具有陆上施工条件的大中型码头结构。     

海上风电大直径单桩基础固有频率影响因素的数值分析

针对海上风电整机结构其低阶固有频率的控制问题,基于有限元分析技术开展小直径桩土相互作用的数值模拟分析,与试验结果、API规范计算结果进行对比,验证了数值模型的适用性,分析大直径单桩结构桩内土芯、冲刷深度、表层土置换措施对整机固有频率的影响,结果表明,基于有限元实体单元计算所得一、二阶整机固有频率要明显大于传统p-y方法计算结果;桩内土芯对一、二阶整机固有频率影响很小;在一定范围内,随着泥面冲刷深度的增加,一、二阶固有频率降低不明显,认为传统p-y方法对于大直径单桩的适用性有待研究;在实际工程设计中,桩内土芯的影响可忽略;对于大直径单桩,在一定范围内可以忽略冲刷的影响。     

几种自升式平台桩土作用有限元简化方法的比较

文章以某一自升式海洋平台桩腿结构作为研究对象,在分析环境载荷作用下自升式海洋平台桩腿—土相互作用机理的基础上,结合通用有限元软件ANSYS,对于如何在有限元建模中正确地考虑桩腿—土的相互作用的问题进行了研究,建立了完整的海洋平台桩腿模型,并分别采用了三种不同的有限元建模方法来模拟土层和桩腿之间的相互作用,通过有限元计算结果与实际检测样本数据的比较,分析了三种简化方法的准确性和可行性。     

港口结构抗震设计方法的发展（4）

以我国、美国和日本的港口码头设计规范、手册为基础,对我国、美国和日本港口码头抗震设计的方法进行了分析,同时介绍了国际航运协会标准《港口结构抗震设计指南》的有关规定。此系列论文共分6部分,该文为第4部分,分析和比较了我国、美国和日本规范中重力式码头和板桩码头抗震设计的方法。比较表明,对于重力式码头抗震设计,我国规范计算惯性力时考虑了加速度系数沿码头高度的变化,日本规范在基于地震危险性分析结果确定的地震系数中包含着要求控制的变形。对于板桩码头抗震设计,我国、美国和日本规范计算拉杆拉力和板桩墙弯矩时采用的方法不同。