倾斜桩在水平荷载作用下的受力特性研究

在某些工程中,桩基呈现一定的倾斜度比竖直桩更具有承载性。现利用ABAQUS有限元软件分别对竖直桩、倾斜度为2°、4°、6°、8°的桩基进行横向受力加载,模拟桩基的真实受力环境。对桩基受力时的桩顶水平位移、桩身整体侧向位移、桩身的弯矩及剪力进行分析,对比竖直桩和倾斜桩,分析倾斜桩的横向受力特性。     

倾斜荷载下基桩P-Δ效应等效弯矩有限元迭代法

假定桩身位移为三次幂函数,结合倾斜偏心荷载下单桩受力微分方程确定的桩身弯矩、剪力与桩身水平位移关系,引入等效附加弯矩概念,提出了基桩P-Δ效应的等效弯矩有限元迭代法,编制了Matlab分析程序,并结合算例对成层地基中倾斜偏心荷载、桩自重、水平分布荷载、竖向分布荷载和竖向荷载综合作用下基桩内力位移进行了分析。结果表明:等效弯矩有限元迭代法用于倾斜荷载下基桩P-Δ效应计算分析是有效的;当墩身较高时,墩身倾斜、墩顶偏心弯矩、水平力等对基桩产生的P-Δ效应显著。     

桩基重力式支护结构的不同计算模型

桩基重力式支护结构由重力式胸墙和双排桩组成,是一种半刚性半柔性支护结构。对该结构的设计,相关单位根据规范采用平面钢架弹性支点法计算下部双排桩,同时将上部胸墙简化为悬臂梁进行计算,但由于胸墙为刚性体,受力特征及对双排桩的约束与悬臂梁不同。为了系统研究该结构在不同计算模型中的变形及内力分布特征,对比规范设计和实体模型的计算结果。结果表明:参照相关规范设计时,上部胸墙产生线性位移,后排桩的弯矩及剪力都大于前排桩;而在实体计算模型中,上部胸墙发生平动位移模式,由于基坑开挖受到主要的土压力差作用,前排桩产生的弯矩和剪力都大于后排桩。     

弹性理论下双排抗滑桩的响应分析

在土体稳定系数不够，土体临滑状态或者滑坡体缓慢滑动的情况下对双排抗滑桩的位移解析。这在以前的文章讨论得比较多，但是对这些响应与荷载之间的关系讨论的并不多，它们之间规律并没有被揭示出来。文中是在弹性理论下建立了双排抗滑桩的计算模型，利用力法和绕曲线方程求解了桩身位移，再利用转角位移方程求解了双排抗滑桩的桩顶侧移量并发现结构的侧移量是荷载的双线性函数，并利用有限元模型验证了结论，通过该公式编写程序计算也很方便。     

软弱夹层边坡抗滑稳定分析与抗滑桩桩位选择

结合某枢纽二线船闸深基坑边坡工程,建立概化模型,通过强度折减法分析软弱夹层边坡稳定性,并与规范比较得出边坡须进行加固处理。在对夹层边坡进行抗滑支护时,研究桩位对边坡稳定性的影响,并对不同桩位的抗滑桩内力分布规律进行分析。结果表明：抗滑桩从坡底沿着坡面向坡顶方向布置时,边坡安全系数呈现先增大后减小的变化规律,边坡塑性区塑性应变呈现先减小后增大的变化规律,抗滑桩剪力作用方向反转临界点和弯矩最大值均位于软弱夹层带附近;当抗滑桩位于边坡中部时,边坡安全系数最大,塑性区塑性应变最小,抗滑桩剪力与弯矩达到最大,抗滑效果最佳。     

基于室内模型试验探讨桩身弯矩的确定方法

本文通过大直径扩底桩室内模型试验,研究水平荷载作用下钢筋混凝土扩底桩的受力性能和破坏机理。根据模型试验获得的实测钢筋应力计算桩身弯矩曲线,进而分析大直径扩底桩的水平承载性能。根据挠曲线微分方程推导水平荷载与桩顶位移的关系,分析水平荷载与桩身弯矩的关系,对桩身破坏机理进行分析。     

双排桩结构在滩海软基中的受力特性研究

研究了双排桩在滩海陆岸平台中的应用。根据弹性抗力杆件有限元法,采用数值计算软件ANSYS,分析了双排桩结构在不同的工况下的受力特性及双排桩的刚度、入土深度对结构内力和变形的影响。研究结果表明,双排桩在滩海软土地基上有很好的适用性,双排桩入土深度对结构的整体稳定性有很大的影响。桩身刚度的提高在一定程度上可以减少双排桩的水平位移,但桩基直径增加到临界极限后,双排桩出现近似刚体的运动,这种情况对软土地基受力状态是不利的。     

桩靴贯入对群桩效应影响的模型试验分析

为评价桩靴贯入饱和软黏土对邻近水平受荷群桩群桩效应的影响，开展了1g条件下的模型试验。基于桩身应变测量结果得到桩身弯矩，对弯矩拟合后依据弯矩与剪力的微分关系得出近远桩桩头承担的剪力，进而依据修正Poulos方法得出在桩靴贯入过程中描述群桩相互作用的Y乘子的变化，并将考虑群桩效应后的群桩桩身弯矩与试验结果进行对比。研究表明在桩靴贯入过程中，群桩近远桩桩头承担剪力发生变化：远桩桩头承担荷载增大、近桩桩头承担荷载减小。桩靴贯入使Y乘子减小，考虑群桩效应后，弯矩预测结果与测量结果较为接近。     

岸坡被动桩承载性状三维有限元分析*

为深化研究岸坡被动桩的承载特性,运用国际大型通用有限元软件ABAQUS对岸坡被动桩进行三维模拟。研究发现,坡顶荷载是被动桩桩身位移与桩身弯矩的主要影响因素,桩身位移与桩身弯矩随着破顶荷载的增大而增大;坡顶荷载对桩身弯矩的影响主要集中在斜坡范围内;桩顶荷载对减小桩身弯矩有利。结果表明,基于ABAQUS的三维有限元模拟是研究岸坡被动桩的有效方法。     

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。     

超长桩有效桩长问题的探讨

超长桩在大型桥梁和高层建筑中得到了越来越广泛的应用，实际工程中往往会出现桩越来越长的现象，有时桩太长会造成浪费，且不科学，所以有必要研究超长桩的有效桩长问题。运用数学和力学知识，在假定计算模型的基础上，从理论上推导了超长桩的有效桩长的计算公式。结果表明，有效桩长与工作荷载下的桩顶沉降、桩身刚度、桩顶工作荷载及桩侧土体性质有关。这对软土地区超长桩的设计有着重要的指导意义和适用价值。     

考虑泥沙淤积影响的高桩码头三维有限元分析

泥沙淤积将影响高桩码头的正常使用。为掌握泥沙淤积对高桩码头基桩的影响规律,借助有限元分析方法,结构与土均按三维实体单元建模,桩土间设置接触单元考虑桩土相互作用,采用单元生死近似考虑泥沙淤积过程,岩土参数采用实测位移资料进行校准。分析结果表明,泥沙淤积引起的附加土压力将使最大弯矩出现在基桩顶部,且大部分为陆侧受拉,最危险截面出现在桩头向海的桩顶附近;对泥沙进行清淤处理后,将明显改善基桩受力状态,极大降低淤积对基桩造成的不利影响。     

锚碇叉桩的受力分析

锚碇叉桩是拉锚板桩常用的锚碇结构。对非标准叉桩的结构受力进行分析,并对叉桩轴向力和桩顶切向力计算公式进行推导。通过实例分析比较桩顶间距对桩身内力的影响,以期为今后锚碇叉桩的设计提供参考。     

桩网抗滑结构加固深厚软土岸坡

珠海洪湾港区的软土岸坡采用预应力管桩和土工格室联合加固这一新型的结构形式,即打设一定数量的管桩,同时在地基表层铺设1层土工格室。为减小桩顶位移,将土工格室在桩头部位与管桩相连,两者可共同发挥作用。对这种加固结构形式进行稳定性分析、计算表明,该加固方案能满足稳定性要求。     

预应力管桩锤击沉桩破坏原因分析

锤击法是预应力管桩沉桩施工常用的方法,但在沉桩过程中,桩体破损现象时有发生。针对锤击沉桩过程所暴露的桩头破碎、桩身断裂以及桩身竖向开裂等问题,从桩体受力的角度进行分析和探讨,并就预防沉桩破坏提出了相应措施和建议,以便为今后的预应力管桩设计和沉桩工艺的选择提供参考。     

在役码头桩基承载力静载试验

传统在役码头的桩基承载力检测需拆除上部结构,使得检测工作量大且工期较长。以某旧码头桩基检测工程为依托,阐述在保持上部结构完整的情况下,快速准确检测桩基承载力的方法。首先通过数值模拟分析上部结构与桩基荷载分担比例,初步确定试验堆载量。同时在码头下部的桩头安装传感器,加载过程中能较精确的测得桩顶的实际荷载。用该方法顺利地对该码头2根桩承载力进行检测,取得了较好的效果。     

强浪条件下高桩码头桩间大棱体抛石及块体安装施工技术

针对在建的以色列阿什杜德港项目28号码头桩间抛石及块体安装施工工期紧张且窗口期有限、工程量大且作业面有限,以及抛填安装棱体大且验收标准高的难点,采用将组合钢板架设在夹桩结构上作为施工平台并由履带吊搭配特定抛填安装工具的施工方案。介绍现场实施进度情况及越冬防护结构的设计,为类似海况条件下的高桩码头桩间抛石及块体安装施工提供借鉴。     

桩基参数对岸坡稳定影响的数值模拟研究

针对桩基对岸坡稳定影响的问题,采用数值模拟方法分析有桩岸坡的桩间距、桩边长、桩长等参数的变化对岸坡稳定的影响。结果表明,对于同一岸坡和桩顶自由的条件,决定桩基对岸坡稳定作用效果的参数是桩边长(桩径)与桩间距的比值,即边距比(径距比),对特定的土层,存在一个边距比(径距比)值使桩基对岸坡稳定发挥最优作用;在桩尺寸和桩间距不变的情况下,单纯增加嵌固土层内的桩长,并不能提高桩基对岸坡稳定的作用效果。     

嵌岩桩的碰桩验算及调整优化

为有效降低水运工程嵌岩桩设计和施工风险,降低工程造价,基于绘图验算法可以有效确定桩长,结合基于编程的公式验算法可以有效考虑桩顶允许偏差、纵轴线倾斜度偏差和扭角偏差,并求出最短净距及相应的点坐标,从而满足嵌岩桩碰桩验算及调整优化的设计和施工需求,为同类工程计算提供了依据。     

全直桩高桩码头平联撑作用影响分析

对自由高度较大的全直桩高桩码头,桩基设计是码头设计的关键。以某工程设计为例,对全直钢管桩高桩码头桩基增设2种平联撑措施前后的设计进行对比分析,研究平联撑对码头平台受力的影响特性。结果表明合理的平联撑可有效减小排架位移、减小桩顶弯矩,使桩身弯矩更为协调。