强度折减法判定桩基础极限荷载的尖点突变条件

为采用强度折减法判定桩基础的极限荷载,根据突变理论Zeeman机构、桩基础承载力泛函数和直剪试验原理,建立了桩基础承载力突变的临界条件和位移增量梯度与岩土材料剪应力的关系,进而提出利用尖点突变曲线判定桩基础极限荷载.算例分析结果表明:尖点突变曲线拐点出现后,曲线近似垂直于强度折减系数坐标轴,强度折减系数的微小增量将引起位移增量梯度陡增,说明岩土材料已发生塑性变形,拐点对应的强度折减系数即为极限荷载条件下的强度折减系数;由尖点突变曲线和折减系数位移曲线得到的桩基础极限荷载基本相同,但尖点突变曲线的拐点更明显,物理意义更清晰.      

自平衡测桩法的适用性讨论

自平衡测桩法是高承载力条件下较为有效的桩基极限荷载检测手段之一。自平衡测桩法的荷载箱形式主要分为等截面荷载箱和变截面荷载箱两种,本文从这两种形式的工作机理加以论述,并就自平衡测桩法的适用性进行讨论,自平衡测桩法如同其他桩基础极限荷载检测方法一样,有一定的局限性,因此必须在使用中认真研究桩基的承载力学特性,提高检测准确性,为桥梁桩基础的检测提供理论基础。     

基桩静载试验自平衡法在公路工程中的应用

方法起源 桩基静载试验目的是通过试桩确定在各种地质条件下合理的钻孔灌注桩施工工艺．测出各土层桩周极限摩阻力、桩尖土的极限承载力以及单桩极限承载力．为桩基础设计和施工实施提供科学依据。     

基于自平衡法的桩侧土摩阻力测试

通过分析传统桩基础静荷载试验的缺点，介绍了一种可测得桩端阻力与桩侧土摩阻力的静荷载试验新方法——自平衡法。介绍了该方法的测试原理、加载设备、测试数据分析等关键点。结合工程实例叙述了和用此方法结合其它测试元件确定桩侧土体摩阻力的全部过程，探讨了测试的试验装置、工作流程、试验注意事项、数据处理方法等。证明了这种方法可以用于大直径、大吨位桩基础静荷载试验。     

多年冻土地区钻孔灌注抗拔桩静载试验分析

结合青藏铁路清水河多年冻土地区抗拔基桩的竖向静载现场试验,对桩周冻土冻结强度、基桩竖向抗拔极限承载力等进行了深入的研究,并将直孔桩、扩底桩两种不同桩基础的荷载试验结果进行了分析比较,为青藏铁路桩基础设计提供了科学依据.     

螺旋群桩的桩端压力相互影响极限深度及其沉降计算

引入桩端压力相互影响极限深度判定条件,反映群桩-地基荷载传递状态．基于Mindlin理论,建立了半空间弹性体内部双集中力地基应力解,且引入土材料的应力扩散性质,推导了桩端压力相互影响极限深度近似解,提出了螺旋群桩基础沉降计算方法,分析了3种布桩形式的螺旋群桩基础的沉降计算值和实测值．结果表明,本研究计算方法得出的沉降计算值较等代墩式基础沉降法计算值更接近于螺旋群桩基础的实测沉降值,说明建立在Mindlin应力解基础上的桩端压力相互影响极限深度判定条件能较好地反映桩端地基应力叠加问题．     

对桩周土弹性模量确定方法的探讨

综合分析了目前确定桩基础上弹性模量的3种方法：室内试验方法、基于过去工程实践的经验关系的方法及由单桩的荷载试验曲线反算的方法,提出了一种利用单桩荷载－沉降曲线确定土弹性模量的简单方法,并给出了计算公式和图表供工程实际应用。通过实例分析表明,弹性理论法计算桩基础沉降时,应该用单桩荷载试验曲线反算方法得到的土弹性模量作为计算参数。     

基于ANSYS的连续组合梁内力重分布研究

基于ANSYS有限元分析软件,建立了两跨钢-混组合梁的非线性分析模型,利用该模型,对钢-混连续梁的极限荷载和挠度进行了仿真计算,将计算结果与采集的试验数据对比,验证了该模型的有效性.在连续组合梁塑性极限分析的基础上,推导了两跨连续组合梁极限状态所需的调幅系数,并探讨了结构所能提供的调幅能力以及调幅系数的确定方法.     

实体矩形桥墩盖梁非线性裂缝分析

基于Midas FEA有限元软件对实体矩形桥墩盖梁进行仿真实体建模,通过对盖梁实体空间模型的计算,得出盖梁在各施工阶段及成桥运营阶段等不同工况下应力数值结果及分布,确定盖梁结构的应力集中区域,在考虑材料非线性的基础之上,对其进行非线性裂缝分析,确定盖梁应力集中区域裂缝极限状态荷载值。     

钢板-混凝土组合加固混凝土T梁的抗弯性能试验

设计了4根钢板-混凝土组合加固混凝土T梁进行抗弯承载力试验,试件的主要设计参数包括损伤程度和植筋间距。采用荷载传感器、位移计和应变计,分别测量了加载过程中试验梁的荷载、挠度、应变、裂缝的产生和发展、新老混凝土界面与钢板-加固混凝土界面的纵向滑移,采用有限元软件ANSYS分析了试件的受力性能,采用塑性方法研究了试件的极限抗弯承载力,并对比了模型试验、数值模拟与理论分析结果。分析结果表明:钢板-混凝土组合加固可使混凝土T梁极限抗弯承载力提高约2倍,植筋间距与原梁弯曲损伤程度对组合加固T梁的极限抗弯承载力影响约为4%,植筋间距越大,新老混凝土界面纵向相对滑移越大,极限抗弯承载力的数值计算值和理论计算值与试验值最大相对差值为9%,因此,模型试验、数值模拟与理论计算结果均表明钢板-混凝土组合加固可显著提高混凝土T梁的极限抗弯承载力。     

水泥土挤密桩复合地基静载荷试验的数值模拟分析

水泥土挤密桩在客运专线的地基处理中得到了广泛应用,但其设计施工多以经验为主,许多问题还有待于深入的研究。水泥土挤密桩单桩复合地基静载荷试验复杂,耗资大,而郑西客运专线利用有限元数值模拟的方法对其进行较深入的分析,得出了一些与现场试验相符的结论,说明利用数值模拟的方法能够很好地模拟水泥土挤密桩单桩复合地基静载荷试验。     

桩-土-断层耦合作用下桥梁桩基竖向承载特性

基于海南铺前大桥, 采用室内模型试验与数值仿真, 分析了断层-桩-岩土相互作用时桥梁桩基的距离效应与承载特性。研究结果表明: 在模型试验中, 对于直径为6.3 cm, 长度为60 cm的桩基, 当断层与桩基水平距离由9.45 cm增加到22.05 cm时, 承载力增幅为26.7%, 当水平距离由22.05 cm增加到31.50 cm时, 承载力增幅仅为3.8%, 断层与桩基水平距离对桩基承载力影响度降至6.5%, 可以忽略; 当桩长一定, 荷载相同时, 断层与桩基水平距离越小, 桩身轴力变化越小; 当断层与桩基水平距离由9.45 cm增加到22.05 cm时, 桩身30 cm处桩侧阻力增大了0.059 kN, 水平距离对桩侧阻力影响度降低了44.5%, 当水平距离由22.05 cm增加到31.50 cm时, 桩侧阻力增大了0.029 kN, 水平距离对桩侧阻力影响度降低了8.3%。在数值仿真中, 在桩基直径为1.5 m, 长度为30 m, 覆盖层厚度为10 m的工况下, 当断层与桩基水平距离由1.5 m增加到6.0 m时, 承载力增幅由11.0%减小到6.5%, 当水平距离由6.0 m增加到7.5 m时, 承载力增幅减小到4.9%;当断层与桩基水平距离由7.5 m减小到1.5 m时, 桩身轴力沿桩长方向减小趋势逐渐变缓, 当桩长一定, 荷载相同时, 断层与桩基水平距离越小, 桩身轴力变化越小; 当断层与桩基水平距离由1.5 m增加到6.0 m时, 桩身16 m处桩侧阻力增大了1.90 MN, 水平距离对桩侧阻力影响度降低了28.0%, 当水平距离由6.0 m增加到7.5 m时, 桩侧阻力增大了0.33 MN, 水平距离对桩侧阻力影响度降低了5.0%。模型试验与数值仿真结果均表明, 在5倍桩径范围内, 桩基竖向承载特性受断层与桩基水平距离的影响较大; 超出5倍桩径后, 水平距离的影响较小, 甚至可以忽略; 断层与桩基水平距离对承载力、桩侧阻力的影响度与桩侧阻力占比的仿真值均减小较快, 在水平距离为5倍桩径时, 较模型试验值分别降低了2.2%、6.0%、0.174, 结果较理想化, 可用作工程参考。      

岩溶区桥梁桩基承载力试验与合理嵌岩深度

为研究岩溶区桥梁桩基的承载特性, 依托平顶山市西斜立交桥实体工程, 进行了桩基静载试验, 通过在桩端和桩顶布设应变传感器和位移计, 测得了桩身内力, 分析了岩溶区桥梁桩顶荷载(Q)-沉降(s)规律; 考虑现有桩基设计的局限性, 结合静载试验结果, 采用不同函数模型预测了单桩竖向极限承载力; 基于岩-桩体系宽梁力学模型和溶洞顶板拉-弯破坏模式, 探讨了桩基嵌岩深度的计算方法, 提出了一种适于岩溶区桥梁桩基嵌岩深度的优化方法。研究结果表明: 各级荷载作用下桩基Q-s曲线呈缓变型发展, 当桩顶荷载较小时, 曲线基本呈线性, 当桩顶荷载大于6 000 kN时, 曲线逐渐变为非线性, 虽然桩已嵌入灰岩较深, 但仍表现为典型的摩擦桩承载性状, 当加载到8 400 kN时, 桩顶沉降为3.69 mm, 远小于0.03D (D为桩径) 或40mm的破坏标准, 桩端阻力为122.9 kN, 仅占桩顶荷载的1.6%, 桩的承载力尚有富余; 在静载试验全过程中, 桩的受力状态处于Kulhawy理论的第1阶段, 桩侧阻力和桩端阻力同步发挥; 双曲线模型拟合精度在0.99以上且预测值偏安全, 建议在同类工程中优先考虑采用; 在同时满足溶洞顶板安全厚度和桩基承载力与稳定性要求的前提下, 采用提出的计算方法可使桩的嵌岩深度减小2.4 m。      

树根桩加固隧道软基的数值分析

针对树根桩加固隧道软基的试验,采用ABAQUS有限元软件进行数值模拟分析,得到加固前后的地基承载力p-s曲线,在加固前的数值模拟接近实测值,加固后的模拟值略大于实测值,数值模拟能较好的反映现场试验,同时为树根桩在隧道工程中的应用提供参考与理论指导.     

新铁高速公路软土地基碎石桩加固处理

本文通过对新铁高速公路软土区的地质情况和特点的分析,确定采用碎石挤密桩来加固软土地基。由碎石桩设计、施工过程、工艺控制、质量检查等进行详细的阐述;施工后通过对桩基、装间土和复合地基承载力的检测试验,证明该处高速公路碎石桩能够满足地基处理的要求。     

路堤荷载下桩网复合地基承载特性研究

桩网复合地基通过桩体、碎石垫层、土工格栅以及桩间土共同作用,可以将上部路堤荷载有效地传递至下卧硬土层。针对桩网复合地基和传统的桩承式复合地基两者的结构性区别,对其荷载传递特性进行了对比分析。同时通过数值模拟对桩网复合地基承载特性进行分析。结果表明：桩网复合地基可以有效减小路堤整体沉降和不均匀沉降,提高桩土应力比和路堤整体稳定性。最后,通过路堤沉降和格栅轴力两项指标对桩网复合地基设计中各项重要参数进行了敏感性分析,可为桩网复合地基设计和工程实践提供理论参考。     

海洋环境中复合桩基水平方向波浪荷载研究

为研究承台淹没深度及波浪入射角对桩-承台复合基础水平方向波浪荷载的影响,以平潭海峡公铁两用大桥某复合基础为研究对象,通过求解RANS方程（Reynolds-averaged Navier-Stokes equation）和k-ε湍流模型,借助FLOW-3D软件建立了波浪与复合基础相互作用的三维数值模型.研究了承台淹没深度及波浪入射角对复合基础水平方向波浪荷载的影响,并给出了不同波浪入射角下复合基础水平方向波浪荷载幅值随承台淹没深度的变化曲线.研究结果表明:承台位于波峰与波谷之间时,复合基础所受波浪荷载较大,承台淹没深度为1倍承台高度时波浪荷载达到峰值;当波浪入射角定义为承台长轴线与波浪传播方向之间夹角时,复合基础所受波浪荷载随着波浪入射角增大,当波浪入射角达到90°时,波浪荷载最大,其值约为波浪入射角为0°时的1.4倍左右.      

柔性基础下碎石桩复合地基力学特性分析

通过有限元分析方法,对柔性基础下碎石桩复合地基的力学特性进行了数值模拟,得到了柔性基础下碎石桩复合地基的桩、土附加应力分布特征,荷载水平与桩顶应力和桩体承载率的关系,桩土模量比与桩顶应力和桩体承载率的关系,桩土应力比与荷载和置换率的关系等力学特性的一些基本规律,为工程设计提供参考.