基于MIDAS的抗滑桩三维数值模拟及优化

某港区护岸工程区域的地质条件较差,软土层较厚,岸坡整体稳定性不满足要求,采用抗滑桩进行加固处理。基于MIDAS GTS NX软件,建立三维有限元模型,根据边坡不打抗滑桩情况下的等效塑性应变云图,确定抗滑桩桩长,分析不同桩型、桩径、桩距、平面位置下的桩内力、整体稳定系数及工程费用,选择最优的抗滑桩布置方案。结果表明,桩距在3.5D范围内,桩弯矩随着间距增大而增加,桩距达到3.5D后,桩弯矩不再显著增加;桩距在3.5D范围内,岸坡整体稳定系数随桩距增大无显著变化,超过3.5D后会逐渐降低;抗滑桩能有效改变岸坡的塑性区分布,整体稳定性提高了近30%。     

有限元在高桩码头岸坡稳定性分析中的应用*

根据珠海某10万吨级煤炭码头勘察报告提供的土层参数资料和实际码头结构施工图,建立了高桩码头三维有限元模型,包括无桩岸坡模型和带桩岸坡模型,并利用强度折减理论对其进行岸坡稳定性分析,给出了岸坡安全系数,并进一步分析了桩基对岸坡稳定性的影响。几何模型和力学模型均较为复杂,为了尽可能真实地模拟实际情况,土体屈服准则采用与摩尔-库仑准则相匹配的德鲁克-普拉格准则,桩土界面采用面面接触模式。同时,还给出了天然岸坡和考虑桩基影响下的岸坡塑性区和位移场,从而为高桩码头岸坡的稳定性计算提供参考依据。     

周期性潮位下碎石桩复合地基岸坡稳定性分析

针对碎石桩复合地基布置对岸坡整体稳定性的影响,进行数值建模分析及现场试验。采用Geostudio有限元软件结合某碎石桩复合地基岸坡工程实例进行模拟计算的方法,分析不同碎石桩间距、施打范围以及周期性潮位变化对岸坡稳定的影响,同时开展海侧前沿增加碎石桩的试验段对比监测。结果表明,碎石桩间距变化对岸坡稳定性影响较小,周期性潮位变化下海侧安全系数的浮动区间较陆侧大,岸坡前沿增大碎石桩施打范围有利于护岸整体的稳定。在不改变桩径及桩间距的条件下,在岸坡海侧前沿加宽一定的碎石桩范围,可增强滑动面内的复合地基整体抗剪强度比例,达到提高海侧岸坡稳定性的效果。     

桩基作用下某国外高桩码头岸坡稳定性分析

针对某国外高桩码头改造项目岸坡稳定问题,进行了桩基对边坡稳定性的效应分析研究,采用PLAXIS 3D软件进行有限元桩-土计算,得出发挥设计桩基结构对原有岸坡结构的遮帘作用,可达到经济可靠的稳坡效果的结论。     

高桩码头岸坡设计研究

针对高桩码头岸坡设计中的稳定性问题,对镇江港某高桩码头岸坡建立有限元模型进行分析.在高桩码头的岸坡设计中,通常没有考虑桩基的抗滑作用,所以同时建立了无桩和有桩的码头岸坡模型,进而对比分析高桩码头中桩基对岸坡稳定性的作用,从而为高桩码头岸坡设计提供依据.土体的强度准则选用的是与Mohr-Coulomb匹配的Dracker-Prager准则,运用有限元强度折减法进行计算.研究结果表明:高桩码头中桩基的存在对岸坡稳定性能起到一定的抗滑作用,但是岸坡设计时,桩对岸坡抗滑作用必须降低到规范以下,否则桩基会因为承受过大的水平推力而发生破坏.     

土体卸载对高桩结构影响分析

建立某软土地基高桩码头模型,并利用通用岩土有限元软件进行分析。通过对施工步骤的模拟,分析港池疏浚和岸坡开挖对码头桩基的影响。结果表明:岸坡开挖引起的土体卸载,对码头桩基弯矩和码头水平位移均有显著影响,在结构计算时应采用有效的计算手段,考虑施工工序的作用。土体卸载产生的桩基弯矩及码头水平位移与土体开挖深度之间并非正相关,而是受各土层强度的影响。     

CDM法加固高桩码头软土岸坡的有限元分析

天津港曾多次发生岸坡变形导致高桩码头构件损伤的工程案例,现有的工程实践表明,CDM基础是加固高桩码头岸坡的有效方法。文章基于ABAQUS建立高桩码头的岸坡-CDM-结构三维有限元模型,分析采用CDM加固岸坡的效果。通过对比加固前后的岸坡土体位移、桩基变形和桩基内力,验证CDM方法加固高桩码头岸坡的有效性。为提高CDM加固高桩码头岸坡的实际应用,对不同CDM加固深度下的加固效果进行研究,结果表明,随CDM加固深度的增加,高桩码头桩帽-横梁处的剪力和弯矩、桩身最大拉应力均先减小后增大,存在最优加固深度。     

低桩承台驳岸在堆载作用下的水平位移变形规律

低桩承台驳岸结构是由挡土墙、承台、桩基3种结构组合而成,且承台底面位于地面以下的一种驳岸结构形式。分别采用竖向弹性地基梁法与有限元计算方法对该结构进行建模计算,验证两种计算方法的正确性。在此基础上,从堆载参数(堆载距离、堆载宽度、堆载大小)和桩基参数(桩长、桩径、桩间距)两个方面,研究在复杂堆载作用下,低桩承台驳岸结构水平位移变形规律。结果表明:堆载距离驳岸前沿线4倍挡土高度内,其对驳岸结构水平位移有影响,而桩长对水平位移影响较小。成果可为类似工程提供借鉴。     

打桩作用下高桩码头岸坡稳定可靠度分析

系统分析了打桩对高桩码头岸坡稳定的不利影响,研究了沉桩过程中孔隙水压力的分布,结合边坡稳定分析中的简化Bishop法建立极限状态方程,考虑土性参数相关性按JC法计算可靠度指标,编制了计算程序.对南通某港打桩时码头的岸坡稳定可靠性进行分析,结果表明:打桩会对岸坡稳定产生不利影响.考虑到打桩作用时岸坡稳定安全系数明显降低,可靠度指标也会降低,建议对工程中打桩时码头岸坡稳定进行验算.     

岸坡与斜坡道桩基相互作用及桩基减载措施

近年来三峡库区中由于回填形成码头岸坡造成桩基出现较大偏位的工程案例已经出现多起。结合三峡库区某码头工程实例,通过有限元计算分析岸坡与斜坡道桩基的相互作用,讨论了岸坡土体变形对桩基的影响以及桩基对岸坡稳定性的提高。对比分析了不同桩顶约束条件下的桩基受力特性,结果表明连续轨道梁与桩基形成整体框架后,桩基受力情况会有很大程度的改善并且桩身位移明显减小。针对工程实例,提出了两种岸坡桩基减载方案,并通过有限元计算分析验证了方案的有效性和合理性。     

抗滑桩在限制性航道岸坡整体稳定中的计算方法

针对抗滑桩在限制性航道岸坡整体稳定中受力复杂、计算方法种类多样且各方法中桩及土各自提供的抗滑作用不易量化等问题,依托长湖申线(浙江段)航道扩建工程中抗滑桩的应用实例,通过对实例中的典型护岸断面建立多组模型数据进行受力分析及比较,总结归纳出抗滑桩在限制性航道岸坡整体滑移稳定中的各种破坏模式、最不利滑弧形成的位置、特性等规律进行分析及探讨,并借鉴抗滑桩理论研究中的相关成果给出抗滑桩在岸坡整体稳定中的简易计算方法,得出抗滑过程中桩及土各自提供的有效作用力。     

桩靴形式对PHC桩穿透性能的影响

坦桑尼亚某水工项目桩基施工采用直径800和1 000 mm两种类型的PHC桩,针对不同桩靴形式的基桩穿透性能进行研究。从桩尖形式、桩靴长度、钢桩靴与PHC桩连接方式对PHC桩沉桩总锤击数、贯入度变化进行统计,结合不同桩靴形式在相同地质条件下的贯入度、桩身应力、能量等参数进行对比。结果表明,外突十字桩尖PHC桩穿透性能最强;桩靴长度增加其基桩穿透能力增加,但桩靴长度大于5 m时,其基桩穿透能力增加不明显;钢桩靴与PHC桩法兰盘采用斜角坡板焊接能减少沉桩过程土阻力,基桩贯入度较大,更易穿透至设计高程。     

欠固结地基边坡与桩基相互作用分析

当边坡地基土处欠固结时,不仅要考虑边坡区桩基负摩阻力的影响,而且应考虑边坡土体对桩基的侧向挤压。但是目前主要规范和手册对后者并无具体规定。针对该问题,结合接岸工程设计,基于PLAXIS岩土工程有限元数值模拟软件,采用软土模型和摩尔-库仑模型对欠固结地基边坡土体与近岸桩基相互作用进行分析。结果表明:边坡稳定计算在不考虑桩基作用的情况下偏于安全,但是桩基设计不考虑边坡土体固结变形的影响是不安全的。建议桩基设计应考虑边坡土体侧向土压力对桩的作用,特别是欠固结地基边坡与桩基相互作用其受力特点复杂,边坡土体后期固结变形对桩基影响更加明显,设计时应引起重视。     

基于桩间距计算的梯形抗滑桩桩侧角取值

梯形断面竖向预应力锚索抗滑桩是治理水毁滑坡的一种新型抗滑桩结构,桩间土拱特征区别于常规抗滑桩,仍然利用传统抗滑桩土拱受力模型显然不合理。对桩间土拱的形成特征进行了分析,建立了梯形抗滑桩的计算模型,分别推导不同形式的桩间距计算公式,并通过工程应用对比各算法的桩间距;同时,基于桩间距计算的基础,分析桩侧角对桩间距的影响,界定桩侧角的设计取值范围,并探讨较佳角度的取值,为同类工程提供理论参考。     

软土地基上桩基轨道梁的沉降控制

在软土地基上设计桩基轨道梁,桩基的长度和间距直接影响轨道梁的安全和工程造价。如何获得既满足轨道梁沉降控制要求又经济合理的桩基长度,成为该类工程的主要技术问题。考虑轨道梁刚度和桩基刚度共同作用,研究桩基未进入坚硬持力层的桩基式轨道梁受力模式,采用明德林桩基沉降计算方法,分析不均匀沉降对软土桩基式轨道梁受力的影响,提出切实可行的不均匀软土地基上轨道梁沉降控制的设计方法。     

打桩施工对岸坡稳定性的影响

桩基施工过程中产生的超孔隙水压力是影响岸坡稳定的重要因素,结合越南某岸坡工程,运用数值方法,分析岸坡打桩施工产生的孔隙水压力的分布规律及影响范围。通过对打桩前后岸坡稳定性的计算,分析比较打桩对码头工程岸坡稳定的影响程度。     

半刚性水泥搅拌桩软基加固三维数值模拟

半刚性水泥搅拌桩加固处理的海堤软基沉降计算等问题基本以复合地基法为主。为对比分析复合指标与实体桩计算结果的差异,结合某斜坡式海堤工程实例,以岩土有限元软件PLAXIS 3D作为分析平台,分别采用实体桩及复合指标建立水泥搅拌桩海堤软基加固稳定性分析的空间弹塑性有限元数值模型。结果表明,实体桩模型能够较清晰地模拟出桩间土体的"土拱"效应、桩头平面处桩土间的沉降差,以及水泥搅拌桩对于桩间土体的"约束"作用,更为真实地反映软土地基的位移及应力分布情况。分析成果对类似工程以及半刚性桩加固处理软基的数值模拟计算具有一定的参考意义。     

宝钢马迹山港卸船码头嵌岩桩单排架钢套管稳定性试验研究

宝钢马迹山港卸船码头位于外海深水、地质条件为裸露岩基的工程区域,码头设计桩基为嵌岩灌注桩,并采用袋装砂和袋装碎石形成一定厚度的人工基床,以期达到施工期钢套管的稳定。为了解施工期单排架钢套管嵌岩稳定性,进行波浪和水流共同作用下的物理模型试验,得出以下结论：单排架钢套管稳定性影响因素主要为钢套管嵌岩深度和人工基床 厚度,相同水位、波高、嵌岩深度45 cm、基床厚度7.0 m条件下,单排架桩数宜取4根。     

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。