多层地基及横向荷载下桩的分析

在桥梁工程中,浅基地基为多层的情况极为常见。但是,我国目前所常用的 m 法、c 法或 k 法,对于多层地基的桩基的情况,是根据换算前后地基系数面积相等的原则,将多层的地基比例系数换算为匀质地基系数后再计算的。显然,这种简化换算忽视了桩身挠曲变形对土抗力的重要影响,而     

钢筋混凝土方桩强度曲线

1.本曲线按弹性变形及容许应力的原理编制。按受拉区不参与工作的大偏心受压构件验算公式进行强度计算。Fa’=Fa,当偏心距e=M/N>K时为大偏心受压。式中:M—弯矩,N—垂直力,K=W/F,F—断面积,W—断面模量。中性轴至力N的距离Y按下式计算:y~3 3y[2nFa'/b(c c’)-g~2] 2[-3nFa'/b(c~2 c'~2) g~3]=0式中:g=e=-b/2,c=e (b/2)-a c'=g a’。令q=2nFa'/b(c c’)-g~2 q=-3nFa'/b(c~2 c'~2) g~3则     

双层地基中倾斜受荷桩承载特性数值分析

为探讨上黏下砂和上砂下黏双层地基中倾斜受荷单桩承载特性,首先基于ABAQUS建立上黏下砂与上砂下黏双层地基中长径比L/D=5和10的倾斜受荷桩3D数值分析模型,在此基础上,采用位移控制法,得到了相应工况下单桩的竖向和水平极限承载力,并运用probe法计算获得了上黏下砂及上砂下黏地基土工况下长径比L/D=5和10的桩的桩身承载力包络线。通过对上述双层地基工况下的单桩(L/D=5和10)施加与桩轴线成0°、30°、45°、60°的桩顶倾斜荷载,得到了桩身水平位移曲线、桩侧土抗力分布规律以及双层地基中上下土层的层厚比、倾斜荷载倾角、倾斜荷载大小、桩身长径比L/D等对桩身承载力、桩身水平位移的影响特性。     

饱和尾矿砂地基非线性沉降计算

采用双曲线法对载荷试验曲线进行拟合,建立应力与原状土的切线模量关系的切线模量方程,确定不同荷载下不同深度处的原状土切线模量,分别引入附加应力修正系数和破坏比系数,采用2种不同的沉降计算方法对饱和尾矿砂地基桩间土的沉降进行计算,并对计算结果与实测沉降结果对比分析。认为,2种方法均反映了地基非线性变形特征,考虑附加应力修正系数的沉降计算方法偏于安全,对饱和尾矿砂地基附加应力修正系数β取0.9较为合理,为相同类型饱和尾矿砂地基桩间土的沉降计算提供参考。     

软土地基摩擦桩桩顶轴向荷载与沉降非线性模型研究

基于对沿海某高速公路大桥软土地基钻孔灌注桩静载试验资料的分析,在考虑软基土层物理力学指标与桩参数互动的基础上,借助材料力学关于非线性弹性材料应力应变关系σ=Kε1n和余能公式,建立了摩擦桩桩顶轴向荷载Q与桩顶沉降S的计算模型,并将桩基工程静载实测值与计算值进行比较,证明了计算模型的可靠性和实用性。     

不同弹性地基板的力学响应分析

以薄板理论为前提,通过汉克尔积分变换,推导在圆形均布荷载作用下k(文克勒)地基、E(半空间)地基,以及双参数地基3种不同弹性地基上无限大板的挠度和弯矩的解析解,得到在不同地基和荷载半径条件下荷载中心点的挠度系数、弯矩系数值,以及沿板半径方向的弯沉盆。分析3种地基模型及荷载半径对板力学响应量的影响差异。     

桥头椭园锥体护坡放样

过去“公路”月刊上介绍了不少桥头楕圆锥体护坡的施工放样方法,这些都是很宝贵的经验。现在也将我个人的一点粗浅的常用方法介绍出来,供大家参考。理论根据见图1 已知:AB直线A,B两点各落在坐标X轴与Y轴上。 M点将AB线段分为AM=b(楕圆短轴),BM=a(楕圆长轴),而AB=a+b,x,y为M点之坐标位置。由是:X=acos~θ…………………………①y=bsin~θ…………………………②两式取平方:X~2=a~2cos~(2θ) y~2=b~2sin~(2θ) 移项X~2/a~2=cos~(2θ) y~2/b~2=sin~(2θ) 两式相加: X~2/a~2+y~2/b~2=cos~(2θ)+sin~(2θ) 上式与楕圆程方式(中心在坐标原点)相同,由此可知AB=a+b时M点之轨迹为一楕圆。     

钻孔柱桩的轴向承载力

1 引 言 我国公路桥涵地基与基础设计规范和铁路工程技术规范对钻孔桩轴向容许承载力[P]均给出了大体相同的计算公式(简称规范公式)。其形式为: a.对于柱桩 [P]=(C_1A+C_2Uh)R_0 (1) b.对于摩擦桩 [P]=1/2(Ulτ_P+Aσ_R) (2)以上各式中,A——桩底横截面面积;     

承台对桩基础p-y曲线及水平土体抗力系数的影响分析

为了研究承台影响下桩基础p-y曲线以及水平土体抗力系数的变化规律,基于三维快速拉哥朗日分析软件FLAC~(3D),建立了桩-土-承台相互作用模型。通过这一数值模型,对不同承台大小、不同长度的单桩在不同的侧向荷载作用下的情形进行了数值模拟。根据数值模拟的结果,分析了桩侧土体的侧向抗力和桩基础的p-y曲线。结果表明:承台的尺寸大小会影响桩基础p-y曲线的变化规律,引起土体对桩基础的侧向反力的变化;对于不同长度的桩,土体对桩基础的侧向承载能力随着承台尺寸的增大而不断提高,此规律对不同长度的桩都具有适用性;承台会影响单桩的最大侧向抗力的位置,且在达到极限荷载时,承台对土体的影响主要局限在桩体长度的第一个1/4深度区域内;对于无承台的桩基础,除反弯点与桩底端位置外,水平抗力系数基本与K法吻合;随着承台的增大,抗力系数的总体变化趋势不变,但在桩底端处的抗力系数会变为0,与不考虑承台作用时的结果差别较大。研究结果对桩-土-承台系统在侧向荷载作用下的设计提供了一些有价值的参考依据。     

弹性抗力零点如何决定

[问] 对“公路”杂志1964年第二期“考虑拱上结构作用时实腹拱设计法”一文中有些问题弄不清楚: 1.求算弹性地基曲梁的弹性常数(表3--2)时,都有ψ_1、ψ_2、ψ-3、ψ_4,而要求出它们,就必先求出γ_1,问题就在于如何求算γ_1?γ_1是cb所对的圆心角,而cb的长短又取决于弹性抗力零点的位置,这个“弹性抗力零点”又如何决定呢?     

再谈桩基的计算方法及其他

(一) 在“关于桩基的计算方法”一文中,曾对K法、m法及C法进行过分析比较,证明在α_ml′_0=0～∞的范围内只要当K法中的K值、m法中的m值及C法中的C值,是在同等条件下确定(如取桩在地面处的同一水平位移进行反算)的话,则其他各项计算结果将不会相差很大的。并认为K法、m     

桥梁低桩承台基底竖向抗力作用效应的计算研究

当桥梁低桩承台埋入土体中3～5 m甚至更深且承台底面混凝土与土基密合时,摩擦桩承台基底土提供了相当可观的竖向抗力,为研究该承台基底竖向抗力,文中采用弹性理论m法,推导计算低桩承台基底竖向抗力作用效应的公式,并对现行《公路桥涵地基与基础设计规范》中的相关公式提出修正建议。结果表明,按文中公式计算的摩擦桩桩顶外力较不考虑承台基底竖向抗力作用时的桩顶外力有明显减小,从而可有效减短桩长,节省材料用量。     

介绍工地试桩的载静重试验简易方法

一切基桩工程,在施工前,必须先打试桩,较重要的工程,除进行动载重试验外,还必须进行静载重试验,包括垂直及水平载重试验,因为它具有下列重要意义:1)能求得最经济的桩长及桩的构造种类型式;2)能选择最有效的打桩机械与配用零件;3)对打桩的工程费可以作到比较准确的估计;4)能求得准确的土壤弹性抗力系数k及土壤的单位承压力σ_Ο以便参考;5)能求得桩的垂直与水平极限荷载。为此,作者特根据过去在工地的经验,把工地静载重试桩的简易方法介绍如下:     

用百分法进行三角高程测量

对地形或地物复杂约道路地段(如山领地区、大河桥位、铁路或公路交叉处、排水困难地段等)进行勘查时,为得出缩尺1:2000、1:1000或1:500的平面图,要进行地形测量。根据实践证明,三角视距测量法是最快的。观测点与测站的高差,按照三角高程测量法的高差公式求得之: h=(dsin2α/2)+i—υ (1)或 h=Ltgα+t—υ (2)式中:h——两点的高差; d=k?+c(k为视距系数); ?—在视距尺上上下两横线间的读数; c—仪器中心至物镜中心的距离;     

基于m法的高承台桩复合受力计算分析

为分析高承台桩竖向荷载对水平承载性能的影响,考虑桩身摩阻力、桩身自重及土抗力的影响,从弹性桩的挠曲微分方程出发,假定均匀地基土地基系数按m法线性增大,推导了在水平荷载、竖向荷载及弯矩共同作用下基桩的内力和位移的幂级数解答。结果表明:在桩头自由长度较小的情况下,竖向荷载的作用能稍微提高管桩的水平承载性能,随着自由长度的增加,竖向荷载的作用引起基桩的P-Δ效应,但影响不大,可忽略不计。     

荷载横向作用位置对偏心荷载分解法影响分析

为改善单箱单室薄壁箱形梁在横向任意荷载作用下偏心荷载分解法的局限性,基于控制变量原则,设计了不同横向荷载作用位置(e=αb)下偏心荷载分解法的影响参数:箱形梁宽跨比b/L、高跨比H/L、高宽比H/b、顶板厚度与腹板厚度比to/tw,利用Abaqus有限元软件建立不同参数下的有限元模型,分析了上述因素对偏心荷载分解法的影响。结果表明:箱形梁宽跨比b/L、高跨比H/L、高宽比H/b对偏心荷载分解法的影响可以忽略不计,顶板厚度与腹板厚度比to/tw对偏心荷载分解法起主要影响,反对称荷载系数k随着顶板厚度与腹板厚度比to/tw的增大而减小。提出了考虑顶板厚度与腹板厚度比to/tw影响的反对称荷载系数k与偏心距系数α之间的简化计算方法,解决了荷载横向作用位置对偏心荷载分解法的影响,有助于箱形梁空间效应理论的广泛应用。     

补偿收缩混凝土隧道衬砌结构模型试验研究

裂缝与混凝土材料如影随形,公路隧道衬砌亦如此,采用补偿收缩混凝土是改善衬砌抗裂性能的一种尝试。为此,按1:10的比例制作了Ⅴ级围岩中的两车道隧道衬砌结构缩尺寸模型,并推导了模型隧道和实际隧道地层弹性抗力强度的相似比解析公式,其主要影响因素包括半径、厚度、弹性抗力系数、弹性模量。最后,根据实测值,并采用弹性支点法估算了衬砌结构预压应力的提高值约为480k Pa。     

考虑斜坡效应的地基水平抗力比例系数确定方法

水平地基抗力比例系数对桩基设计至关重要，基于平坦场地比例系数设计的斜坡基桩，常因忽视斜坡效应的影响而带来安全隐患。为研究斜坡效应对斜坡地基比例系数的影响，设计并完成了4组黏性土坡基桩水平静载模型试验，获得了0°、15°、30°及45°坡度下地基等效比例系数与地面处桩身水平位移曲线及桩顶荷载-位移梯度曲线等；建立了地基比例系数与坡度间的拟合关系式；对比分析了斜坡地基比例系数取值对基桩水平承载特性的影响。研究结果表明：黏性土坡地基比例系数随桩身水平位移增大而呈非线性关系减小，当地面处桩身水平位移小于6 mm时，地基比例系数急剧减小，而后减幅较小；基桩临界荷载和极限荷载均随斜坡坡度增加而减小，与平地相比，斜坡坡度每增加15°，基桩临界荷载和极限荷载约分别减小17%和16%；结合现有试验表明，斜坡坡度越大，地基比例系数越小；坡度每增加15°，对应的碎石土、砂土及黏性土坡地基比例系数m约分别减小38%、32%和31%；根据现有试验以及试验结果，建立了不同类型斜坡地基比例系数取值标准与斜坡坡度之间的经验关系，可为斜坡桩基设计提供参考依据。     

公路木桥纵梁弹性分布计算的图解

苏联B.C.奥西波夫在“弹性支承连续梁”(人民交通出版社出版)一书中,用原始参变数的方法,求出桥面横向各纵梁的沉陷δ的公式,R=ωδ而ω是一个常数,所以δ值代入上式各梁的分布系数也同时求得了。这些公式因横向纵梁数目而异,书上列出有从2跨梁到8跨梁的公式。各算式最大的缺点是太复杂,直接用之于设计是有困难的。为了把这些理论算式引向实用,该书根据常用木桥桥面都是九根纵梁——即桥面板为8跨梁的情况,编制了以弹性传遞系数K从0.05～1.0之间各支点(梁)反力影响线纵座标的数值的表。这个表是运用这一算法不可缺少的工具。但遗憾的是K从O.05～1.0,仅仅到1为止的K值是不敷应用的。在桥板较薄及跨径小于2～3公尺时,K值一般都大于1,在这种情况下就没有表可查了。另外这个表只是8跨梁的用表,对于不是8跨梁的计算还是不能解决。但这些局限是不难解决的。     

基于非线性Pushover分析的单桩横向受力特性研究

为了研究地基土以及桩身在进入非线性状态下的单桩水平极限承载能力及变形能力,采用分布塑性铰模型模拟桩身的弹塑性,以p-y曲线模拟桩侧地基土水平抗力,对固定桩头单桩基础进行了静力非线性推倒分析。结果表明:(1)桩身轴压比对结构水平极限承载能力及位移延性影响显著;(2)随着地基土抗剪强度的增大,桩顶极限位移减小,但水平极限承载能力增大;(3)提高桩身配箍率,桩顶极限位移增加较明显;(4)轴压比较小时,在桩头及地面以下桩身均可能产生塑性铰,但轴压比较大时,仅在桩头产生塑性铰。