长桩横向荷载试验的综合刚度-双参数分析

利用桩土综合刚度原理和双参数法对横向受力长桩的试验数据进行了分析，确定α，EI，1／n等参数，可使桩在地面处的挠度、转角、桩身最大弯矩及其位置的计算值同时与实测相符．     

地震下单桩动力响应的有限元模拟

采用ANSYS结构分析软件建立三维有限元实体模型,计算了地震作用下桩-土动力相互作用体系的动力反应．分析了体系的加速度反应、位移反应、桩身应变、桩身挠度、桩身弯矩、桩身剪力和桩土间接触压力等方面,并探讨了桩土刚度比、上部荷载等参数对桩-土相互作用体系的影响．     

粉土中单桩的水平位移研究

分别采用有限元软件和规范公式计算单桩在同一单层粉土、相同外荷载下的水平位移、土的弹性抗力及桩身弯矩和剪力,并比较两者差异。计算结果表明:当桩的长度小于30 m时,采用规范公式计算得到的单桩水平位移与有限元计算结果较为接近;当桩的长度大于30 m时,采用规范公式计算得到的单桩水平位移与有限元计算结果相差较大,桩长越大,两种方法计算结果之差越大。另外,大于30 m的长桩、超长桩的桩身内力和土的横轴向弹性抗力的理论计算结果与有限元模拟结果均有较大差距。     

超长桩单桩荷载传递刚度法函数解分析

荷载传递是超长桩工作特性的重要内容.建立并拟合分析桩土传递的函数模型,分析了桩侧土剪切模量、桩身混凝土模量、长径比、桩长和桩径等不同参数对超长桩承载性能的影响,运用有限元分析软件通过计算实例分别分析了桩长、桩径、土体粘聚力c值、桩侧土体刚度、桩端土体刚度对桩基承载性能的影响程度.     

软土侧向变形引起桩身侧压力的计算方法

现行的桥规中,没有明确提出软土侧向变形对桥台桩基产生的侧压力的计算方法,但合理的计算软土对桥台桩基产生的侧压力的大小和沿桩身的分布是桥台桩基内力变形及桥台的前移分析计算的关键。根据国内外文献,比较分析国内外现有计算桩身土压力的计算方法:极限土压力法、侧压力系数法、A.A鲁加法。并提出了基于极限土压力法求解流塑区桩身侧压力的方法。     

考虑桩身自重影响的楔型桩屈曲稳定性分析

为了研究桩身特性对楔形桩稳定屈曲性状的影响,基于考虑桩身自重的桩-土体系尖点突变模型,对楔形桩的第一类稳定问题进行了分析;通过确定桩-土体系的势函数和分岔集方程,建立桩-土体系的尖点突变模型并导出桩-土体系失稳条件,得到了楔形桩的屈曲临界荷载;应用能量法原理及瑞利-里兹法计算楔形桩的屈曲临界荷载,验证突变理论计算结果的可靠性;通过算例分析了楔形桩的桩身自重和楔形桩桩径变化对屈曲临界荷载的影响.研究结果表明:当桩身埋置率从0增加到0.4时,考虑桩身自重后楔形桩和等截面桩的临界荷载减小值与不考虑桩身自重下临界荷载的比值分别减小了42.82%和75.27%;其他条件相同时,楔形桩的楔形锥角越大,稳定性越好;当无量纲桩长趋于0时,桩顶自由、桩端嵌固和桩端铰接条件下楔形桩稳定计算长度分别趋于0和无穷大.     

疏排桩支护结构内力与变形有限元数值分析

针对离心模型试验建立了三维有限元数值模型,通过与试验的比较验证了模型的可靠性,并与规范法中的m法进行了比较分析,最后结合悬臂排桩支护结构实例分析了桩身截面尺寸、桩间距和土体强度参数对桩身内力和变形的影响规律。研究结果表明：采用m法进行排桩支护结构设计偏于保守,与m法相比三维有限元法计算结果与离心机试验结果更为接近;桩身弯矩和桩顶水平位移随桩间净距的增加近似呈线性增加,随着土体黏聚力和内摩擦角的增加近似呈指数形式衰减。     

受横向动载的空心桩性能研究

应用综合刚度原理和双参数法对桩顶在横向动荷载作用下的实心桩和空心桩进行计算,通过改变截面形状和尺寸分别对相同直径的实心桩与空心桩和相同截面面积的实心桩与空心桩的挠度、弯矩、转角、剪力、土抗力集度进行计算.研究表明:空心桩比实心桩具有许多优点,如空心桩桩顶的挠度和转角较小,空心桩单位体积的承载力高等.     

桩土效应对矮墩连续刚构桥的受力影响分析

群桩的柔度直接影响着矮墩连续刚构桥下部结构的抗推刚度,对桩基边界的模拟要涉及桩土效应问题。采用m法模拟桩周土的作用,建立了计算实例的整体计算模型,并提出了改善矮墩连续刚构桥的受力措施,计算结果表明,考虑桩土效应能有效的改善桥墩结构的受力。     

成层岩体中抗滑桩锚固段内力变形计算解析解

基于计算桩内力变形的综合刚度和双参数法,从变形连续的观点出发,对成层岩体中抗滑桩锚固段的内力和变形进行了理论分析,并导出了解析解,以更真实的反映桩土之间的相互作用对内力、变形的影响.     

基于桩网路堤简化分析方法的参数研究

为研究桩网路堤各影响参数对其传力机制与变形特性的影响,通过理论推导得出了桩网路堤简化分析方法,采用该方法对桩网路堤进行参数分析. 首先,综合考虑路堤填土土拱效应、地基支承作用和土工格栅效应,采用抛物线方程描述土工格栅变形,推导得到了针对正方形布桩型式的桩网路堤的分析方法;其次,通过与现场试验和目前主流设计方法对比分析,验证了本文计算方法结果可靠、计算过程简便;最后,采用该理论方法针对路堤高度、土工格栅刚度、地基软土厚度、软土模量对格栅张力、地基最大沉降和应力集中比的影响规律进行系统分析,在此基础上,引入非重复性二次方差分析对各参数的影响程度进行了量化对比. 研究结果表明:格栅张力与路堤填高、格栅刚度、地基软土厚度成正相关关系,与软土模量成负相关关系;地基沉降与路堤高度、软土厚度成正相关关系,与格栅刚度、地基软土模量成负相关关系;应力集中比与路堤高度、格栅刚度、地基软土厚度成正相关关系,与地基软土模量成负相关关系;降低地基软土厚度和增大软土模量是保证土工格栅正常工作情况下尽可能增大应力集中比的有效手段;缩小桩间距或采用大桩帽,其优化效果好于提高格栅抗拉刚度.      

基于sap2000的钢管桩基础承载力分析

利用大型有限元分析软件对建筑施工中临时钢管桩建立有限元分析模型,对设计工况下的钢管桩进行结构强度和刚度分析,得到钢管桩的应力值,之后按m法复核钢管桩基础的强度,为钢管桩基础的承载力和结构安全性评价提供理论依据,并为钢管桩结构设计方法提供参考.     

整体式斜交桥中桥台钢桩地震响应

采用有限元分析软件SAP2000建立了某整体式斜交桥的三维结构模型，通过离散非线性弹簧单元模拟桥台-台后土以及H型钢桩-桩周土的土-结构相互作用，通过一系列双向地震作用下的非线性时程分析，研究了桩的朝向、桩周土刚度及桩头转动刚度对整体式斜交桥中H型钢桩地震响应的影响规律。研究结果表明:双向地震作用下，H型钢桩的横桥向位移显著大于纵桥向，且受桩朝向的影响更为明显，强、弱轴弯矩均呈正反双向分布，屈服面函数最大值一般位于桩顶，另一峰值则位于桩身2~4 m埋深处；钢桩绕强轴弯曲布置时，桩顶纵桥向位移相比绕弱轴弯曲时降低18.2%，但横桥向位移增大47.7%，桩顶处绕强轴弯矩增加约3.9倍，桩身反向强轴弯矩峰值降低67.0%，桩顶处绕弱轴弯矩基本不变，桩身反向弱轴弯矩峰值增加约1.0倍；随着桩周土刚度的降低，桩顶纵、横桥向位移增大，桩顶屈服面函数值降低，而桩身屈服面函数峰值增加，桩身更不易保持弹性；当桩头采用柔性连接时，桩顶纵、横桥向位移均增大，桩顶屈服面函数值降低，有利于保护桩头，而桩身屈服面函数峰值增加，当桩头转动刚度过低时甚至可能大于桩顶刚度，导致桩身在罕遇地震作用下先进入塑性。      

预应力混凝土连续梁桥抗震性能研究

依托某跨径布置为（47.5＋85＋47.5）m的预应力混凝土连续梁桥,计算分析了考虑和不考虑桩基桩-土之间的相互影响对预应力混凝土连续梁桥的动力和抗震性能的影响。采用桥梁分析软件MIDAS/Civil 2010建立了该桥的两种三维有限元模型,进行了自振特性分析,并应用反应谱法和时程分析方法计算了该桥的地震响应。分析结果表明,考虑桩基桩-土之间的相互作用使结构变柔,频率减小;顺桥向抗震设计由制动墩控制;考虑和不考虑桩-土之间的相互作用,对桥梁结构影响复杂。     

宁江松花江特大桥桩基承载力有限元分析

宁江松花江特大桥是大庆至广州高速公路吉林省松原境内的重要桥梁,由于当地的土质及桥梁的形式,其桩基承载力在设计过程中备受关注.桩穿过不同性质的土层将上部结构荷载传递给桩周和桩底土层,形成复杂的桩土共同作用系统.目前,研究荷载传递的方法有弹性理论法、有限元法和传递函数法等.通过有限元法,结合岩土体结构特征,分析宁江松花江特大桥上部荷载传递过程中应力及位移的变化,为桩侧摩阻力的取值奠定基础.     

基于PCC桩处理高速铁路软土路基施工工艺的研究

结合我国东北某地区高速铁路某标段软土路基处理工程实例,采用有限元方法,通过对比采用PCC桩加固和不加固软土路基的位移沉降,阐述了PCC桩改善软土路基的力学原理,同时提出PCC桩施工的具体方案。     

软土区不平衡堆载下桩基负摩阻力的数值模拟研究

在沿海软土地区由于吹填造陆等原因,经常存在不平衡堆载现象.由于海滩涂的土体存在含水率和压缩性高等工程特点,使桩基在不平衡堆载下产生明显的负摩阻力.负摩阻力会在桩周产生很大的下拽力,很大程度降低了桩基的竖向承载力,同时,由于堆载的不对称,会在桩周产生不对称的负摩阻力,从而导致附加弯矩的存在.通过大型有限元法软件ABAQUS对软土区不平衡堆载进行建模,在建模过程中,对桩土模型进行一定的简化,模型参数按照经验取值.分别对桩基主动侧和被动侧的位移和负摩阻力进行分析,进而研究了不平衡堆载对单桩负摩阻力的作用性状,为实际工程提供参考.     

层状黏性土中静压桩贯入特性颗粒流的数值模拟

为深入探讨层状黏性土中静压桩的贯入机制,结合离散元PFC2D软件在处理大变形、非线性等问题的优势,考虑到接触黏结模型对模拟土体的优越性,建立了静压桩贯入层状黏土中的离散元模型,实现了离散元中静压桩的贯入过程;探讨了静压桩贯入过程中压桩力、桩端阻力、桩侧摩阻力以及桩侧径向压力随贯入深度的变化规律,从细观层次上分析了不同桩径的静压桩贯入层状土中土体接触力链的分布特征,明确了沉桩过程中土体位移的变化规律. 试验结果表明:随着桩径的增大,土层的变化对压桩力的影响逐渐减小;桩侧摩阻力和桩侧径向土压力的变化规律相似,在同一贯入深度处均出现明显的退化现象;不同土层接触力链的表现形式不同,桩端位于粉质黏土层时,桩端的影响范围约为7D （D为桩径）,桩端位于粉土层时,桩端的影响范围约为9D;粉质黏土中土颗粒主要以径向位移为主,而在粉土层中土颗粒位移受其上下土层的软硬程度制约.      

桩基承载能力的有限元分析

针对工程实例,利用ABAQUS有限元软件建立单桩承载力的有限元计算模型,研究桩基承载特性,并与桩基静载试验所得实测数据比较。结果表明,模拟计算结果与工程实际基本吻合,说明采用的计算方法和模型是合理可行的。同时研究了在不同桩土界面摩擦系数条件下桩的沉降和轴向力变化情况,为不同工程地质条件的桩基设计提供参考。