水泥粉煤灰处理湿陷性黄土路基承载性能

为揭示水泥粉煤灰后压浆对湿陷性黄土桩网结构路基的加固机理，开展后压浆水泥粉煤灰碎石桩室内静载试验，分析了后压浆对桩周土样湿陷系数的影响，研究了竖向静载作用下后压浆桩网结构路基沿深度方向附加应力、桩侧摩阻力及桩端阻力的变化规律；基于Boltzmann数学模型和荷载传递函数，分析了桩侧摩阻力和桩端阻力增强机理，给出后压浆桩侧摩阻力和桩端阻力计算式；利用数值模拟方法，探讨了桩体弹性模量、后压浆深度、桩网置换率和褥垫层厚度对桩网结构路基承载力的影响机制。研究结果表明：在相同荷载作用下，经水泥粉煤灰后压浆处理后的桩周土体的湿陷系数小于自然土样的湿陷系数，且小于0.015;压浆后，静载作用下桩网结构路基中桩顶的竖向附加应力逐渐减小，桩间土的竖向附加应力先减小后增大，桩侧摩阻力较未压浆桩增大了约1.54倍；随着注浆深度的增加，桩身深度方向上的应力最大值呈先增大后减小趋势，且在等桩长深度处取得应力最大值；当桩网置换率提高1倍时，沿深度方向的应力和沉降均减小，其中应力峰值降低24%,沉降量减小26%;桩网结构路基中随着褥垫层厚度的增大，路基深度方向上应力逐渐增大。可见，水泥粉煤灰处理湿陷性黄土路基能减弱...     

竖向荷载下超大群桩受力变形分析

根据模型试验研究结果，分析了在竖向荷载作用下超大群桩基础的荷载传递特点、群桩的承载性关和桩侧摩阻力的发挥特性。试验结果表明。在本试验条件下，荷载在桩间的分配，最终以中心部分桩受到的荷载量大；桩身下部轴力明显小于上部轴力；随荷载的增加，桩身侧摩阻力由下部先行发挥并逐步向上发展。     

沥青混凝土路面裂缝产生的原因与防治

路基填土机械压实不足，填筑材料含水量较大，路基交工后沉降时间不够。交工通车后在车辆荷载的作用下，半刚性基层的底部将产生拉应力，当拉应力大于半刚性基层材料的抗拉强度时，半刚性基层的底部就会很快开裂，并在行车荷载的反复作用下，底部的裂缝会逐渐扩展到上部，并使沥青面层也产生开裂破坏。     

非埋式桩板结构路基承载机制

为了研究深厚湿陷性黄土地基非埋式桩板结构路基的承载机制,选取试验段典型断面进行元器件布置与长期观测;考虑桩土相互作用,依据等刚度的原则引入综合转动刚度的概念,建立了纵、横向平面分析模型,对非埋式桩板结构的受力与变形特性进行测试分析。实测结果表明:结构主筋应力测试值与理论值相差10%～30%,吻合较好,最大值出现在托梁支座断面上侧,为60.60MPa;桩侧土体承受约95%的荷载,且未产生负摩阻力;桩板结构的荷载传递规律与传统路基不同,桩基将荷载传递到更深的持力层,改善了路基软弱土体部分的受力状态;轨道结构完工半年后,承台板顶面最大累计沉降出现在中跨跨中断面,为1.0mm,满足沉降控制要求。     

山西太佳高速公路桥梁设计探讨——黄土地区考虑负摩阻力影响的桥梁桩基设计

根据黄土特征,分析桩基础负摩阻力的产生机理及其危害,以及负摩阻力对桩的影响,论述不同情况下负摩阻力的计算方法,并提出消除或减小负摩阻力影响的措施,对桥梁桩基设计具有一定的参考价值。     

桥梁桩基础负摩阻力的实用算法

主要介绍桥梁桩基础负摩阻力的产生机理、影响因素、计算方法以及减小负摩阻力的各项措施。     

考虑桩体刺入的复合地基加固区沉降计算方法研究

荷载条件下桩土之间相互作用造成复合地基加固区沉降计算多存在误差,在桩身压缩计算法基础上考虑桩体刺入量,基于假设侧摩阻力,以单元受力平衡方程为基础推导桩体上穿下刺量,提高沉降计算精度,该思路可为复合地基设计计算提供有益参考。     

桩网结构路基格栅加筋作用及其拉力特性研究

为了研究柱网结构路基中土工格栅的加筋作用以及路基在动静荷载下土工格栅拉力的变化特性,建立了高速铁路柱网结构路基足尺物理模型试验装置,用激振器对路基施加动静荷载,利用土压力盒以及布拉格光栅分别监测路基内部土压力以及格栅拉力的变化特征.试验结果分析表明:路基上部荷载对路基内部土拱的稳定性存在影响,随着荷载的增大,土拱出现先强化后弱化的现象;桩土荷载分担比存在上限值,随着桩土差异沉降先增大后减小;当路基上部受到静荷载作用时,土工格栅能够使得桩顶上方承担的静荷载增加约12%,且路基中心处的格栅拉力增长最大;路基在长期动荷载作用下,格栅拉力产生了明显的变化,桩帽中心处的格栅拉力约增长了8%,路基筋材的设计需要考虑路基上方动荷载的影响.      

路堤下复合地基素混凝土桩受力特征和破坏机理

为了合理分析软土地区路堤下素混凝土桩复合地基的稳定性,基于离心模型试验和仿真分析,研究了不同桩间距条件下路堤下素混凝土桩复合地基桩体的受力特征,引入桩体破坏逐一退出机制,分析了桩体破坏模式. 结果表明:在路堤自重和列车荷载作用下,路堤下复合地基素混凝土桩受力特征和破坏模式具有显著的桩间距效应,当桩间距分别增大至4倍和6倍桩径时,最靠近坡脚的第1列与第1、2列素混凝土桩分别产生了断桩破坏;在桩间距不变的条件下,随着上部荷载的增大,素混凝土桩最大弯矩和剪力均逐渐增大;施加列车荷载后,桩体最大弯矩和剪力往路基坡脚方向呈逐渐增大的规律,桩间距由3倍增大至6倍桩径时,靠近坡脚的桩体最大弯矩由172.9 kN?m增大至601.0 kN?m,大于桩体标定极限弯矩值,剪力由89.4 kN增大至249.1 kN,小于桩体标定极限剪力值,表明离心模型试验中素混凝土桩产生弯曲破坏而不是剪切、受压和受拉破坏,最靠近坡脚的桩最先发生弯曲破坏,随后往路基中心方向呈逐一弯曲破坏模式.      

自平衡法与锚桩法的原位对比试验研究

通过对某桥梁桩采用两种测试方法成果的对比,揭示锚桩法与自平衡方法测试中桩体反应的异同.考虑测试顺序影响后,在相同荷载水平下,自平衡法测试的位移、桩端阻力比例均大于锚桩法测试的,桩侧摩阻力-位移曲线则稍有不同.在鞍辽地区广泛分布的粉质粘土中,桩侧阻修正系数采用规程规定值是合理的.     

列车荷载下的桩网结构低路基土拱效应

运用ABAQUS软件建立了桩网结构低路基动力有限元模型,通过计算结果与实测结果的对比验证了模型的可靠性,并分析了列车荷载下路基中动应力分布、桩土应力比与等沉面高度变化特征。分析结果表明:采用模型计算的路基不同深度处动应力与实测结果最大差值为0.56kPa,动位移的最大差值为7μm,计算和实测的平均动应力和动位移沿路基深度的传递趋势相同,因此,有限元模型可靠;在动荷载作用下,路基中存在土拱效应,土拱高度约为1.6m,与静荷载作用下土拱高度近似,路基表面的应力变化率比路基基底大;路基中动应力的分布受到土拱效应的影响,表现为传递到桩间土上方土体的动应力部分转移至桩顶上方,且在路基垫层附近动应力转移现象最明显;在动荷载作用后,路基中心处桩顶与两桩间的桩土应力比减小,而桩顶与四桩间的桩土应力比增大,桩顶与两桩间的桩土应力比始终大于桩顶与四桩间的桩土应力比;距离路基中心1m处纵断面等沉面高度为1.55m,布置桩体的纵断面等沉面高度大于未布置桩体的纵断面等沉面高度,且沿路基中心到路肩,同类纵断面的等沉面高度逐渐降低,动荷载作用后,路基中心处等沉面高度增大。     

桩基中单桩轴向容许承载力的讨论

对桩基础的承载能力进行了分析,针对《规范》中桩长计算公式进行了分析,同时对《规范》中未曾深入涉及的负摩阻力现象,进行了研究,介绍了负摩阻力对摩擦桩影响的计算方法和参考公式。     

活动支座摩阻力对桥上无缝线路力学特性的影响

在我国铁路的建设过程中,高架桥梁所占的比例越来越大。桥梁的活动支座处存在一定数量的摩阻力,在温度和车辆荷载的作用下,可能会使轨道和桥梁结构的受力与变形增大。由于现有的铁路设计规范中对活动支座处的摩阻力并没有特殊的规定,因此在进行常规的理论仿真分析时,一般不考虑活动支座处摩阻力的影响,这种算法上的简化可能会使温度和车辆荷载作用下的计算结果产生比较大的偏差。通过建立考虑活动支座摩阻力和不考虑活动支座摩阻力的两种铺设CRTSⅠ型板式无砟轨道的桥上无缝线路精细化空间耦合仿真模型,研究活动支座处摩阻力对梁轨相互作用的影响,并对今后分析桥上无砟轨道无缝线路结构时是否考虑活动支座处的摩阻力提供建议和参考依据。     

路堤荷载下刚柔长短桩复合地基承载特性研究

为研究路堤荷载下刚柔长短桩复合地基的承载特性,结合某桥头过渡段带帽薄壁管桩（pre-stressed thin-wall concrete,PTC）联合水泥土搅拌桩（cement deep mixed,CDM）的软基处理工程,开展了PTC-CDM组合式长短桩复合地基承载特性现场试验,对路堤填筑过程中桩土应力比、荷载分担比以及桩土沉降差的变化规律进行了分析,并进一步采用有限元对刚柔长短桩复合地基的路堤荷载传递规律进行了数值模拟.试验与计算结果表明:CDM桩顶与桩间土应力增长缓慢,PTC桩帽上应力增长相对较快;填土达到一定高度土拱完全形成后,大量的路堤荷载转移至刚性长桩;刚性长桩和柔性短桩的桩土应力比分别达到7.5和2.1;短桩的存在减少了长桩桩顶荷载和上部桩身出现负摩阻力的深度,中性点位置上移;短桩达到一定桩长时再增加其长度,对路基总沉降影响不明显,因此,短桩桩长可根据承载力要求的临界桩长来设计.      

PTC管桩竖向承载性能现场试验研究

PTC管桩在桩基和复合地基中的所发挥的作用不同,其承载特性也存在着一定的差异,因此对PTC管桩的侧摩阻特性和端阻特性的研究具有十分重要的意义。通过设计9根不同桩长的预应力混凝土试验管桩,在3组不同地质条件的现场进行静载试验,得到不同桩长PTC管桩的荷载-位移曲线,探讨了PTC管桩在软土地区的承载特性;采用在桩体主筋上预设钢筋应力计和桩底预埋土压力盒的方法得到其不同截面的轴力和桩端阻力,进而分析了不同荷载级别下侧摩阻力和桩端阻力的发挥特性,同时确定了极限状态下侧摩阻力和桩端阻力的荷载分担比,并根据土质特性研究了PTC管桩与不同土质土体的摩擦系数。     

大直径变截面桩竖向承载力及沉降算法研究

大直径变截面桩荷载传递机理复杂,传统桩基理论已不能恰当分析其工作机理和受力性能。针对此类问题,从大直径变截面桩的实际受力状态出发,通过分析桩体所受摩阻力和端承力的发挥情况划分桩体不同受力状态,在考虑一定安全储备的基础上选取其中一个临界状态进行研究,根据桩一土变形协调条件提出大直径变截面桩竖向承载力及沉降量的计算方法,并用该方法对苏通大桥变截面桩基础进行竖向承载力及沉降量计算,结果与通过试验得到的设计值十分接近,表明该方法比现行规范算法更准确。     

意外堆土对高架桥结构安全性评估分析

高墩高架桥的桥墩受横向荷载非常敏感,意外堆土对高架桥既有桥墩可能产生重大影响,必须加以控制。为评估意外堆土对某高墩高架桥结构受力性能的影响,通过现场调查,考虑了堆土的侧向刚度,采用midas有限元分析软件建立模型分析了堆土对桥墩及主梁受力性能的影响,理论分析表明:若没有上部结构对桥墩的支撑作用,在上述意外堆土荷载作用下,墩内最大拉应力将接近8 MPa。考虑上部结构对桥墩提供的有效支撑后,在最不利意外堆土压力与恒载的共同组合下,2#桥墩最大会产生约1.13 MPa拉应力,但小于C30混凝土的抗拉强度标准值2.01 MPa。基于分析结果对意外堆土后的桥梁状态进行了评估,并提出了相应的处理建议,可为同类事故的分析和处理提供参考。     

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。     

大直径嵌岩桩的承载性状

对某特大桥下3根大直径嵌岩桩的现场施工进行了监测,包括桩顶荷载、桩身应力和桩顶沉降并分析了其在施工过程中的承载特性和受力机理。监测结果表明:嵌岩桩的侧摩阻力在加载过程中出现了两个峰值,随着荷载的继续增加,上峰值有增大的趋势。     

基于ABAQUS研究软土条件下路基填土对桥台桩基的影响

通过应用有限元软件ABAQUS建立软土地基条件下有台后填土时的三维桥台群桩基础模型,分析单桩和桩侧土体竖向相对位移关系、群桩中不同位置桩的桩侧负摩阻力以及填土高度和摩擦系数对桩侧负摩阻力的影响。研究表明填土高度、摩擦系数和单桩所处于群桩中的位置都是桩侧负摩阻力产生变化的原因。