柔性荷载作用下桩筏加固地基变形特性试验研究

针对深厚软土地区桩筏加固地基,通过原位长期观测试验,研究柔性荷载作用下桩筏加固地基与天然地基的地基面总沉降、地基分层沉降和侧向变形、地基土孔隙水压力等,对比分析两种地基变形规律的差异性,总结提出了柔性荷载作用下桩筏加固地基的受力变形机理.研究结果表明:桩筏结构相对于天然地基,其总沉降减小至24%、差异沉降减小至0.9%,说明其整体刚度较大,有利于均化地基荷载、约束地基侧向变形,使地基总沉降和差异沉降都有很大程度降低;桩筏加固地基沉降主要发生于下卧层,占总沉降的90%;路堤荷载大部分由桩筏结构承担,桩筏结构地基中超孔隙水压力相对于天然地基降低了70%,从而减小了地基沉降量.     

盾构施工对3×3群桩的沉降、变形及桩侧摩阻力的影响

利用有限元分析方法对盾构开挖对3×3群桩的沉降、变形及桩侧摩阻力的影响进行研究.当桩与隧道中心距离相同时,由于桩间土中附加应力叠加(群桩效应)的影响,隧道开挖引起的群桩中基桩的桩顶沉降大于单桩桩顶沉降;隧道开挖会引起群桩的竖向荷载在各基桩中重新分配,一般来说,中间桩的桩顶竖向荷载增加,边桩的桩顶竖向荷载减小;隧道开挖引起的群桩中各基桩的桩顶沉降主要取决于三个因素:基桩与隧道中心的距离、群桩效应的影响及基桩桩顶荷载的重分配;群桩基桩的水平位移主要取决于该基桩与隧道中心的距离,同时,由于承台的连接作用群桩中其它桩会增加或减小该基桩侧移;隧道开挖过程中桩侧摩阻力主要受到下面因素的影响:桩间土中附加应力叠加(群桩效应)、前排桩对中间桩及后排桩的桩侧摩阻力的保护(屏蔽效应)、桩顶荷载的重分配及桩身变形.     

盾构施工对3×3群桩的沉降、变形及桩侧摩阻力的影响

利用有限元分析方法对盾构开挖对3×3群桩的沉降、变形及桩侧摩阻力的影响进行研究.当桩与隧道中心距离相同时,由于桩间土中附加应力叠加(群桩效应)的影响,隧道开挖引起的群桩中基桩的桩顶沉降大于单桩桩顶沉降;隧道开挖会引起群桩的竖向荷载在各基桩中重新分配,一般来说,中间桩的桩顶竖向荷载增加,边桩的桩顶竖向荷载减小;隧道开挖引起的群桩中各基桩的桩顶沉降主要取决于三个因素:基桩与隧道中心的距离、群桩效应的影响及基桩桩顶荷载的重分配;群桩基桩的水平位移主要取决于该基桩与隧道中心的距离,同时,由于承台的连接作用群桩中其它桩会增加或减小该基桩侧移;隧道开挖过程中桩侧摩阻力主要受到下面因素的影响:桩间土中附加应力叠加(群桩效应)、前排桩对中间桩及后排桩的桩侧摩阻力的保护(屏蔽效应)、桩顶荷载的重分配及桩身变形.     

斜向荷载抗拔螺旋桩桩土荷载传递特性试验

基于对竖向抗拔螺旋桩的研究,设计和制作了斜向荷载施加装置,布置了土应力计和压力传感器共计19个,进行了2组6次试验,实测了地基应力,研究了地基应力变化规律和桩土相互作用特征.试验表明:①在斜向荷载水平分量作用下,叶片发生旋转和刚体位移,桩身两侧叶片周围的地基状态不同(背载侧叶片向上压缩地基,受载侧叶片向下压缩地基),形成以桩身为中心的力矩,背载侧叶片上部地基形成的抵抗力矩限定了叶片平衡力矩;②通过桩土相互作用,竖向分量限制了水平分量对受载侧地基的作用,而加速了背载侧桩周地基的破坏,斜向荷载的竖向分量和水平向分量的耦合效应显著;③当叶片距宽比为5时,叶片的桩土作用较强,各层叶片较好地发挥了承载能力,背载侧地基表面出现拔出体破坏特征;④当叶片距宽比接近3时,桩土相互作用随叶片距宽比的减小而减弱,其破坏表现为沿荷载方向推移的特征.     

长短桩复合地基桩土荷载分担比研究

对长短桩复合地基在竖向荷载作用下的力学性状进行了研究,揭示了长短桩复合地基在不同桩土刚度比条件下桩土相互作用、荷载分担比、桩土应力比及荷载传递方面的变化规律。试验结果表明,此类复合地基能使刚性桩、柔性桩以及土体协调变形,合理发挥它们各自的承载能力,为今后的设计和推广应用提供了依据。     

桥梁的昨天、今天和明天

古老的桥台多为重力式,设置了巨大的扩大基础和U形台身;桩柱是桥台保持简洁而轻巧,但无论是双柱式还是肋板式,都必须应对巨大的土压力;采用加筋土桥台可以把它从土压力中解放出来,是桥台只承受竖向力;近年来国外出现了整体式桥台,桥台和上部结构刚构,采用柔性桩来适应桥跨的水平位移。     

设置变形调节装置桩筏基础工作机理及应用领域

常规桩筏基础在不断推进的工程实践中面临新的困难。为迎接新的挑战,笔者等在厦门地区对设置变形调节装置桩筏基础进行了工程试点应用,取得了显著的经济效益和社会效益。本文在详细介绍设置变形调节装置桩筏基础工作机理的基础上,重点对其应用领域进行了阐述。结果表明：和常规桩筏基础相比,设置变形调节装置桩筏基础通过调节器的设置,实现了桩基支承刚度的人为干预和按需调节。设置变形调节装置桩筏基础主要可应用于端承型桩基桩土共同作用、变刚度调平设计、老桩的再生利用以及土岩结合地基等支承刚度严重不均匀的情况。     

铁路路基桩筏基础承载力与沉降特性研究

为提高路基桩筏基础承载力与沉降特性分析的准确性,研究铁路路基桩筏基础承载力与沉降特性的分析方法。采用现场试验与模拟计算相结合的方法进行分析,试验使用了单点监测仪、液位监测仪及压力箱,同时设置远距离自动监测系统;通过基本假定,计算出桩筏的基础承载力与沉降特性,建立桩筏解析结构分析模型,分析不同荷载下桩筏基础的承载性能与沉降特性。试验结果表明:此次研究方法分析出的桩筏基础承载力与实际测量结果相差较小,相对误差可控制在100kN以内,分析出的沉降量与实际沉降量相差仅为4mm,提高了路基桩筏基础承载力与沉降特性分析的准确性。     

上部荷载对地下涵洞的三维数值影响分析

选用适当的土体本构模型,建立了桩土的有限元模型,并以某城市道路下桩板式挡土墙的锚桩为例,分析了上部重车荷载对桩底结构物的影响。     

某工程工业厂房地基处理试验研究

主要通过竖向抗压静载试验得出该场地内钢筋混凝土预制方桩的单桩极限承载力为2 150 kN;单桩水平临界荷载可取50 kN。桩身内力测试表明该种桩型的荷载主要由侧摩阻力承担,为端承摩擦桩;侧摩阻力由上至下分布不匀;桩端在极限状态时才发挥出较大端阻力。承台下反力测试分析表明在分级荷载作用下承台中心轴线剖面土反力分布总体特征呈现外缘大、中间小的趋势,实测承台底部最大地基土反力为0.246 MPa。     

竖向荷载作用下预制管桩桩土共同作用的数值分析

以徐州市沛屯地区预制管桩的应用实例为基础,以FLAC3D软件为分析手段,建立了管桩桩土数值模型,通过该数值模型对管桩在竖向荷载作用下桩土共同作用机理,包括荷载传递规律、受力特性和破坏模式进行了分析,为进一步研究管桩承载机理提供了理论基础.     

火电厂嵌岩桩静载试验荷载的确定

采用现行规范规定的对桩身承载力和地基土对桩的支承阻力两项的计算,确定嵌岩桩竖向抗压静载试验的试验荷载．通过对电厂嵌岩桩的竖向抗压静载试验结果系统的分析,提出了为了能更合理充分利用地基的支承阻力,而在理论计算的基础上提高试验荷载的几点建议,可供工程设计应用参考。     

引水暗渠湿陷性黄土-灰土挤密桩复合地基静力特性

基于定西市陇西县马河镇Ⅱ型引水暗渠灰土挤密桩的工程实例,用有限元分析软件ANSYS建立了单桩与土体的二维空间有限元模型,在模型桩顶处施加合理的竖向荷载,分析在静力荷载作用下桩体和土体的整体变形和应力变化,然后依次对桩孔直径、桩长及土的性质等桩基础参数取不同值,得出每一参数的变化对桩身下沉和桩土应力的变化规律,这些规律为群桩—土体—上部暗渠结构的共同作用的分析打下良好的理论基础,也为相关的工程设计和在相关工程地基中的应用提供参考依据。     

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.     

桥梁钻孔灌注桩竖向承载力试验研究

介绍了一大型桥梁钻孔灌注桩静载试验.根据试验结果,分析了摩擦型钻孔灌注桩在竖向荷载作用下的承载力--变形、桩侧土摩阻力及桩身轴力变化等特征,并推算出了竖向极限承载力,得出的结论对同类型桩承载力试验分析具有参考价值.     

柔性基础复合地基桩土应力比的有限元分析

通过有限元分析方法，对柔性基础复合地基桩土应力比问题进行了研究．在考虑了复合地基中各种材料的非线形特性的基础上，讨论了高填土路堤这类柔性基础下桩土类复合地基桩土应力比同桩土间相对刚度、荷载水平及桩体桩长等因素的关系，同时通过改变基础刚度值，分析在不同的基础刚度复合地基中桩土应力比的变化，找出刚性基础和柔性基础下复合地基中桩土应力比存在的某些差异．     

倾斜荷载下基桩P-Δ效应等效剪力有限元迭代法研究

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,在此基础上引入等效剪力增量概念,提出了基桩P-Δ效应的等效剪力有限元迭代法,相应编制了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:等效剪力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。     

竖向荷载作用下非饱和土土-水特征研究

总结了竖向应力作用对非饱和土土-水特征曲线影响的部分研究现状。试验得出合肥地区某工地土体基本物理性质指标,并利用FGJ-20型非饱和土固结仪对该土样进行了控制竖向荷载与控制气压力的压缩试验。基于试验结果,对竖向荷载作用下非饱和土土-水特征进行了分析研究。结果表明:竖向荷载不同导致土-水特征曲线产生差异;竖向荷载对土-水特征曲线的影响随着吸力的增大逐渐减弱;Fredlund-Xing三参数模型中参数a,m均随着竖向荷载的增大而逐渐增大,n值则逐渐减小;竖向荷载对土体含水率的影响程度与土体吸力大小有关,实际分析过程中需考虑吸力范围的影响;在吸力不变时,土体含水率的变化量随着竖向荷载的增大呈先增后减的趋势。     

Equivalent-shear Finite Element-iterative Method of P-△ Effect of Pile under Inclined Loads

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,在此基础上引入等效剪力增量概念,提出了基桩P-△效应的等效剪力有限元迭代法,相应编制了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:等效剪力有限元迭代法用于倾斜荷载下基桩P-△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-△效应显著.     

移动荷载作用下板式轨道的有限元分析

用有限元法分析了板式轨道在移动荷载作用下的动力响应。视板式轨道为如下模型:钢轨为离散粘弹性支点支承的长梁;轨道板为连续粘弹性基础支承的短梁。视板式轨道及移动荷载为一个系统,运用弹性系统动力学总势能不变值原理及形成矩阵的"对号入座"法则建立该系统的振动方程组。研究了移动荷载的速度、钢轨的类型和钢轨支点的弹性系数对钢轨及轨道板动力响应的影响。算例结果表明:在其他参数相同的情况下,增大钢轨支点的弹性系数,钢轨的动力响应减小;使用较重型的钢轨有利于减小钢轨和轨道板的动力响应;随着移动荷载速度的提高,钢轨和轨道板的动力响应增大。