接触面单元对单桩位移应力的影响分析

在用有限元法分析桩土相互作用的研究中,采用不同的接触面单元得到的结果必然不同。通过分别引入Goodman单元和Desai单元进行单桩有限元分析,研究接触面单元对桩土接触面力学特性及单桩位移应力的影响。分析认为:在桩顶荷载较小时两者的桩土接触面力学特性以及单桩的位移应力差别很小;桩顶荷载较大时,采用Goodman单元计算所得的桩顶沉降小,接触面剪应力大,轴力沿桩身递减快,桩端阻力和沉降都较小,单桩的竖向抗压极限承载力较大。     

高置换率挤密砂桩加固软土地基的承载力计算

结合现场试验,对高置换率挤密砂桩加固软土地基单桩承载力及桩间土固结特性进行了分析.得出适合高置换率挤密砂桩的桩土应力比、桩间土承载力、单桩承载力的计算式,按规范中有关公式进一步复核了地基承载力特征值.提出的计算公式可供工程初步设计时参考.     

高桩码头动力特性及地震反应

本文结合天津新港震害及新港集装箱码头强迫振动试验，提出高桩码头动力特性的分析方法和地震惯性力的计算方法：指出按单质点体系研究高桩码头动力特性不尽全面。     

桩-网复合地基承载及变形特性的三维数值分析

采用有限元程序,利用数值分析的方法,讨论了桩-网复合地基承载及变形特性。对不同荷载水平下复合地基中单桩荷载传递特性、桩间土的沉降、桩间土上的应力及桩土应力比的变化规律进行了分析;同时分析了复合褥垫层的变形模量以及分层地基中第一层土的物性参数对桩土应力比和复合地基中土表面沉降及差异沉降的影响。     

作用在高桩承台上的不规则波波浪力试验研究

针对不规则波中高桩承台所受波浪力进行了物理模型试验研究,系统分析了该结构的群桩水动力特性,重点考察了整体总力达到最大值时相应的桩柱波浪力规律。试验通过整体总力与各个组成桩单桩力的同步监测,得到群桩总力最大时刻各组成桩的受力。在试验数据分析的基础上,给出了前、中、后三桩的波浪力历时曲线及波高过程线,并就其相位进行对比分析;研究了各组成桩群桩总力系数、群桩正向力与横向力之比、群桩系数及单桩正向力与横向力之比随水深的变化规律,探讨了承台与群桩以及各组成桩桩力之间的分配比例并最终确定了最大受力桩。     

固化土加固海上风电桩基水平承载特性研究

为探究固化土加固对于海上风电大直径单桩基础水平承载特性的影响，以江苏如东H4#海上风电场工程为背景建立了固化土加固海上风电大直径单桩基础的有限元计算模型，研究了固化土加固前后单桩基础的水平承载特性，分析了固化土强度参数对单桩基础水平承载特性的影响。研究结果表明：利用固化土加固单桩基础可显著改善桩基的水平承载特性，桩基的水平承载力可提高147%;桩身位移对于固化土粘聚力的变化较敏感，内摩擦角的变化对于桩身位移的影响则较低。     

单锚式钢板桩结构锚固位置影响分析

单锚式钢板桩结构锚固位置的变化对结构的体系性能有着显著影响,但目前设计及研究中对这一问题重视不够。首先采用自由支承法确定单锚式钢板桩结构体系设计方案;然后基于上述设计方案的有限元模型,同时考虑桩身及土体变形特性,研究锚固点位置对板桩弯矩、锚杆轴力及结构位移的影响规律。结果表明,锚固点位于钢板桩顶部以下0.25~0.3倍开挖深度时,钢板桩的最大水平位移和桩后土体的最大沉降达到最小值;随着锚固点位置由桩顶向下移动,锚杆的轴力逐渐增加,而板桩的最大弯矩逐渐减小。同时,与有限元结果相比,采用自由支承法所得到的结构体系的板桩弯矩偏大,有利于板桩的安全性,而锚杆的轴力偏小,可能导致锚杆的失效。     

无壁面参数低雷诺数桩群阻力计算研究

桩群阻力的理论研究水平等,对于单桩绕流阻力特性尚未彻底研究清楚,而群桩有着不同于单桩的独特力学特性,其影响因素众多,关系错综复杂,所以寻求桩群阻力简化计算方法成为该领域内的一种主流。借助于循环水槽物理模型试验数据结果建立无壁面参数边界层模型,用于计算低雷诺数桩群绕流阻力,该模型的显著特点是工程实用性强,由于不考虑壁面参数,即简化了计算过程,同时计算结果也令人满意,计算值与实测数据的最大误差低于10%。     

新夏港双线船闸单锚板桩结构受力特性分析

为研究新夏港双线船闸闸室单锚板桩结构的受力特性,利用ABAQUS有限元软件进行建模分析。考虑施工过程,讨论闸室开挖问题中土体本构模型的选择。对施工期和运行期单锚板桩结构的受力特性进行分析,得到板桩的变形和弯矩分布规律以及板桩前后土压力的发展状况。结果表明:在施工开挖过程中,修正剑桥模型能够更好地反映土体卸载回弹特性;在施工完建期,桩后土压力表现为经典的"R"型分布,桩前土压力基本为直线分布,但在开挖面处由于板桩变形挤压会产生局部应力增大现象;在船闸运行期,水位变动频繁,水压力指向闸室时所引起的压力增量,底板横撑的分担比可达到80%,说明横撑能够有效改善板桩结构的受力状态。     

高桩码头基桩完整性检测技术研究综述

高桩码头基桩与单桩最主要的区别是其存在上部结构,上部结构存在对应力波在高桩码头基桩中的传播有明显的三维效应影响。根据国内外基桩完整性检测的研究现状,系统介绍:应力波在普通单桩与高桩码头基桩中的传播特性,以及二者的区别;高桩码头基桩完整性检测亟需解决的问题,即确定最佳的击振位置和信号接收位置;高桩码头基桩完整性检测研究的思路,包括应用有限元数值模拟和小波分析等。     

双线船闸对拉钢板桩结构受力特性

以新夏港双线船闸工程为例,利用ABAQUS建立船闸闸室和周围土体有限元分析模型,并根据施工期原型观测数据进行模型验证。基于观测数据和数值分析,探讨在施工过程中单锚板桩和对拉板桩的受力特性。研究了两种不同板桩结构随着闸室土体开挖的内力与变形规律以及板桩墙两侧土压力分布等问题。结果表明:施工期内,两侧单锚板桩变形基本一致,中间对拉钢板桩变形基本一致,整体性良好;闸室单侧开挖时,开挖侧对拉板桩的工作状态与单锚板桩相同;后排板桩发挥锚碇作用,其水平位移、土压力均随着土体深度逐渐增大。     

新夏港双线船闸双排对拉板桩结构受力特性

为研究新夏港双线船闸闸室中隔墙双排对拉板桩结构的受力特性,利用ABAQUS有限元软件进行双闸室完整建模分析。采用修正剑桥模型模拟两侧闸室土体的同步开挖,对比分析施工期对拉板桩与单锚板桩的结构特性差异。运行期对双排板桩施加水压力,研究中隔墙整体变形特征、桩间土承载变形特性。结果表明:施工完建期,对拉板桩位移远小于单锚板桩,但两者变形相似,弯矩和土压力分布规律一致,且差值极小。运行期,宽矮的中隔墙在向低水侧闸室的侧向位移中,以剪切变形为主。板桩土压力增量与各自承受的净水压分布有关,还受上部连杆传力和低水侧横撑反力的影响。桩间土在传递、扩散侧向压力时,产生侧向压缩,并可分担中隔墙的大部分剪力。中隔墙弯矩主要由两道板桩分担。现有的双排板桩结构简化计算方法,尚无法反映桩间土抗剪的作用,值得进一步研究。     

预压软土地基对超长群桩承载性状的影响

建立超长桩和土体共同作用的三维非线性有限元数值模型,采用预压排水固结法研究软土地基预压后超长桩的承载特性,分析地基土固结沉降、桩身侧摩阻力、桩顶位移-荷载曲线和桩身轴力的变化规律。通过运用控制变量法对预压时间和预压荷载以及不同土质的预压效果进行分析,对比分析单桩与群桩对预压效果的敏感度,并分析固结度对超长桩承载性状的影响。结果表明:预压能较好地改善地基、提高超长群桩的承载能力。增大预压荷载,可增大土体的固结沉降和桩身侧摩阻力;延长预压时间,可提高桩身侧摩阻力,减小桩顶沉降和桩身轴力;预压对群桩的影响好于单桩;固结度越大,超长群桩承载性能越好;对于粉质黏土、黏土以及淤泥质粉质黏土,当预压时间分别达到90 d及180 d时,地基固结基本完成,预压不再改变土的力学指标。     

高桩码头固有频率敏感性与相关性分析

高桩码头构件众多,不同位置、程度、数量的构件损伤会对码头动力特性造成不同的影响。采用概率灵敏度分析方法,研究混凝土基桩损伤、上部结构损伤等情况下码头动力特性的变化。通过建立高桩码头有限元模型,分析不同参数对码头整体动力特性的影响,发现码头结构动力特性对土体参数、桩有效截面面积以及部分桩的弹性模量较为敏感;对横梁和纵梁的损伤并不敏感;码头前三阶自振频率的变化可以作为反映整体损伤的指标,四阶以上频率因其振型为桩自身的局部振型,其频率值仅对部分单桩损伤敏感,而对其他桩的损伤不敏感;码头前三阶频率间相关性强,三阶以上频率与前三阶频率中等强度相关。     

考虑水平动循环荷载影响的单桩水平承载特性研究

为了探究长期水平循环动荷载对海上桩基水平承载力的影响,开展了干砂及饱和砂中单桩室内模型试验,获得了不同动载幅值和加载频率对单桩水平承载力的影响,并对比了干砂和饱和砂中单桩水平承载力的差别。结果表明:单桩在干砂和饱和砂中水平承载力有明显差别,动力加载会造成单桩水平承载力的衰减,不同的动力加载条件下水平承载力衰减程度不同。     

港口工程中防撞桩的优化设计

以高桩码头端部防撞桩结构为研究对象,建立空间有限元模型,采用"m"法对不同撞击位置、方向下防撞桩结构的变形和内力进行分析,对比分析了3种桩基布置型式的防撞桩结构变形和受力特性。计算结果表明:单排直线型布置除桩轴力外,变形及内力均明显大于双排三角型布置和矩型布置;双排三角型布置和矩型布置变形和内力相当,防撞机理相似;单排直线型布置单桩变形及内力较大,选用桩的尺寸大,数量、种类少,防撞设施所占水域面积小,且工程量小。港口工程防撞桩设计中,在具备大尺度桩生产、施工的条件下,单排直线型布置更经济合理。     

坐底式辅助桩稳桩平台在风电工程中的应用

近年来海上风电工程在国内沿海得到大规模建设,风机的诸多基础型式中单桩基础因其工厂整体化制作,造价低,施工方便,无需海床准备,安装简便等优点,目前广泛的应用于我国海上风电场建设中。根据我国主要海上风电场统计,单桩基础占比达到65%以上。随着风机单机容量增大及建设水深增加,海上风电单桩基础采用的钢管桩直径也越来越大,长度也越来越长,钢管桩沉桩施工对海上沉桩船机的选择、沉桩稳桩定位方式比常规沉桩工艺提出更高的要求。文章结合汕头某风电项目桩基施工情况,阐述超大型单桩施工中坐底式辅助桩稳桩平台选用及施工注意事项,确保沉桩施工质量满足设计规范要求,为类似大型海上风电工程和测风塔工程中推广使用。     

海上风电机组单桩支撑结构和基础设计研究

探讨和总结了海上风力发电机组单桩支撑结构及基础的典型设计计算和分析。结合某近海单桩风机支撑结构设计分析项目,进行了算例计算,提出了各项分析中需要注意的问题和解决方法。文章为国内单桩风机支撑结构设计提供了一定的借鉴和参考。     

竖向荷载作用下高桩码头桩土耦合分析研究

根据桩-土耦合特性,考虑桩-土之间的接触力学行为,建立桩-土耦合的有限元计算模型。通过该模型计算分析基桩几何特性、材料特性以及土的力学特性,及其对基桩竖向承载力、摩阻力及桩身轴力分布的影响,其结论可为高桩码头桩基的设计提供参考。     

旧高桩码头基桩承载力的计算与测试

首先采用ANSYS软件对某高桩码头的原构件及基桩承载力进行有限元分析;然后模拟试验预定的加载步骤分多次施加荷载,获得了相应荷载作用下码头试验段各构件的内力及群桩中的单桩承载力;最后在码头结构上进行加载试验,测出相应的内力及单桩承载力,并与计算结果进行了比较,结果表明,采用计算与测试相结合的方法能较准确地评估码头各构件及群桩的承载能力。