荷载传递函数统一三折线模型及验证

荷载传递函数多种多样,并各自具有其局限性与适用性。本文在对基桩承载机理的理论分析的基础上,提出了同时考虑桩侧、桩端弹性阶段、塑性阶段及滑移阶段的统一三折线荷载传递模型,并导出了沉降曲线的解析解。依托工程实例,结合有限元数值模拟(MIDAS/GTS)对端承摩擦型桩基的荷载~沉降特性进行理论分析与研究,并利用荷载传递方法进行计算分析,验证荷载传递法的工程实用性。     

软土地基摩擦桩桩顶轴向荷载与沉降非线性模型研究

基于对沿海某高速公路大桥软土地基钻孔灌注桩静载试验资料的分析,在考虑软基土层物理力学指标与桩参数互动的基础上,借助材料力学关于非线性弹性材料应力应变关系σ=Kε1n和余能公式,建立了摩擦桩桩顶轴向荷载Q与桩顶沉降S的计算模型,并将桩基工程静载实测值与计算值进行比较,证明了计算模型的可靠性和实用性。     

竖向荷载下考虑桩土接触的桩基沉降分析

运用有限元软件ANSYS建立群桩-土体-承台三维有限元非线性模型,考虑桩土间接触,在其接触面引入接触单元,模拟桩土间复杂的相互作用,对群桩沉降性状进行了分析。     

CFG桩复合地基沉降数值模拟分析

利用大型通用有限元软件包ANSYS,建立了桩土相互作用的二维有限元和接触单元的非线性数值模型,得到了桩土沉降与荷载之间的关系,并与现场静载试验数据进行了分析比较,获得了褥垫层厚度及其压缩模量、桩和土体模量对桩土沉降的影响规律.该方法也为CFG桩复合地基设计提供了依据.     

双层土中单桩负摩阻力分布规律分析

文中依托传统的桩荷载传递函数法,建立单桩在双层土体中的负摩阻力传递力学模型。该模型考虑了土体的分层特性,假设土层沉降是一维且呈双折线分布,传递函数是线弹性全塑性关系,桩尖处所提供的反力呈线形变化。同时考虑桩侧土部分进入塑性变形的情况,在此基础上,对土体塑性深度发展状况及桩身中性点位置开展研究,该模型既适用于端承桩,又适用于摩擦桩。工程算例表明该模型符合实际情况。     

桩板结构路基沉降影响因素的有限元分析

对无碴轨道桩板结构路基的沉降进行了三维有限元分析，采用ANSYS有限元软件，基于弹塑性本构关系，用面-面接触单元来考虑桩土间的接触问题，分析了桩板结构路基沉降的影响因素及其变化规律，指明影响路基沉降的重要参数，为今后桩板结构路基的沉降计算及数值模拟提供参考。     

超长灌注桩竖向荷载传递模型及其承载力分析

针对超长灌注桩所处土层的特点,提出三折线统一荷载传递模型,该模型综合考虑了桩周土体的加工软化和加工硬化等不同情况以及桩的深度效应,并以该模型为基础。采用位移协调法推导出了以桩顶沉降量控制基桩竖向承载力的一系列公式,开发了相应的计算程序。     

宁波软土区旋喷桩-微型钢管桩组合体竖向传力机制研究

软土区旋喷桩-微型钢管桩组合体由旋喷桩和微型钢管桩两部分组成。在组合体顶部加载的数值模拟分析中，按设置、未设置旋喷桩-桩周土界面两种状态进行计算后发现旋喷桩-桩周土之间存在界面效应，设置旋喷桩-桩周土界面的有限元模型计算得到的荷载-沉降曲线与现场实测结果较为拟合。因此，采用该模型对旋喷桩-微型钢管桩组合体的应力分担比、侧摩阻力和轴力分布规律进行计算分析和研究。     

桥梁桩基础沉降简化计算

本文利用剪切位移法分析计算软质基岩上的嵌岩桩沉降变形。对嵌岩桩的沉降计算模型进行简化,并利用该简化模型进行实际工程的计算,结果表明,当桩顶荷载较小时,计算值往往偏大;当荷载在设计值附近时,剪切位移法计算结果和实测值基本一致,因此,在实际工程中可以采用本文的简化模型求解桥台桩基础的沉降。     

CFG桩复合地基沉降有限元分析

提出一种通过数值模拟CFG单桩承载力现场荷载试验来确定计算参数的方法,以京津城际永乐站CFG桩复合地基加固工程为背景,采用有限元ANSYS程序对该复合地基沉降进行了分析,为设计及施工提供依据.     

扩底桩抗拔承载力的有限元分析

以某典型扩底桩为具体分析对象建立有限元模型,模型中土体采用弹塑性模型,桩土界面设置接触单元,对扩底桩上拔荷载传递特性以及抗拔承载力进行分析,讨论了桩侧摩阻力分布、土体塑性区的发展以及桩长和土的性质对抗拔承载力的影响等问题。     

桩土相互作用的有限元-无界元分析

本文提出了用有限元—无界元的方法计算桩—土耦合体系的应力和变形。为了模拟实际受力状态 ,在桩与土相接触的界面上设置了一种有厚度的接触面单元 ,它可以与土体的弹塑性模型相衔接 ,能合理地反映接触面及其邻近区域剪切破坏带中的变形性状。计算结果与现场观测数据吻合较好 ,说明在桩的负摩擦分析中考虑土的弹塑性特性及接触面单元的必要性     

结合消阻护筒的试验桩桩侧摩阻力和桩端阻力试验研究

石家庄地铁人民广场站试桩采用静载试验方案加载测试,设计要求除进行承载力测试外,还需确定桩侧各土层的分层极限侧摩阻力和桩端土的端阻力,以及桩侧摩阻力和桩端阻力占单桩极限承载力和承载力特征值的比例。利用消阻双护筒消除无效土层的侧摩阻力,通过桩身应力观测,利用弹性力学公式推算桩身轴力、桩侧摩阻力及端阻力的分布及变化规律,为设计提供依据。结果表明:1)双护筒消阻装置可直接消除无效土层段的侧摩阻力,使试验桩真实反映工程桩的实际承载力、侧摩阻力、端阻力及沉降值;2)达到极限承载力时,桩侧总阻力占比65%~66%,桩端总阻力占比34%~35%;达到承载力特征值时,桩侧总阻力占比76%~80%,桩端总阻力占比20%~24%;试桩承载力类型均为端承摩擦桩;3)局部范围内土层桩侧摩阻力表现为应力和位移的软化特征;4)桩端持力层主要为卵石层,对承载力的贡献平均占比约30%。     

基于桩土共同作用的桩基工程特性分析

在应用土的弹塑性理论、非线性有限元基本原理及桩土共同作用原理的基础上,采用Drucker-Prager材料模型,考虑桩土接触面问题,建立群桩模型,利用ANSYS软件对桩土共同作用模型的沉降、位移、桩土应力比等进行分析研究,得到了一些规律,可供同类工程参考。     

桥侧大面积堆土致斜交梁桥倒塌事故分析

以杭州绕城高速上发生垮塌的斜交桥梁为案例，通过现场调查取证，获取了案例桥施工图纸、地质情况和现场的破坏信息。在此基础上，采用摩尔-库仑模型模拟土体的弹塑性性质，用实体单元来模拟盖梁、承台、桥墩、桩基等桥梁结构，用不同区域的均布荷载来模拟堆载作用，并且设置接触单元来考虑桩-土相互作用，模拟桩-土之间的滑移和分离，建立三维有限元模型。同时研究了土体的物理参数（淤泥层和亚黏土层弹性模量）、堆载高度和斜交角对桥梁结构的影响。研究结果表明：大面积堆土导致近堆土侧桥墩、桩基发生比远堆土侧更大的位移，对于斜交桥，该位移方向与两侧桥墩连线即盖梁的方向成一定角度，从而导致近侧桥墩、桩基在轴力、弯矩和剪力外，需要承受较大的扭矩；随着斜交角从0°增加到40°，近侧桥墩、桩基承受的扭矩持续增大，扭矩逐步成为控制桩基破坏的主要因素；堆载引起淤泥层的沉降会导致该部分土层产生较大的负摩阻力，进一步改变了桩身轴力的分布；土体的弹性模量、堆土高度对桥梁在堆载作用下的横向位移和内力有很大影响；杭州绕城高速垮塌的主要原因是在软弱层上堆土导致桩基发生压、弯、剪、扭破坏。     

软土水平运动作用下被动桩桩土界面接触应力分析

采用平面应变有限元方法，对土体运动作用下的被动桩桩土相互作用进行分析。分析中考虑土的塑性和大应变，并在桩土间设置接触单元，重点研究桩周土的位移模式和土体处于不同状态时接触应力的分布规律，讨论了群桩中桩与桩间的相互作用对接触应力的影响。     

桥梁桩基础施工对既有明挖隧道变形影响研究

以某桥梁跨越隧道工程为研究背景,运用有限元软件模拟桥桩基础施工过程,并针对桩基础不同开挖深度对地铁隧道的影响展开对比分析,研究表明:在桥梁桩基础施工过程中,东西双向隧道拱底、隧道左、右拱腰以及桩基础周边土体变形规律均呈对称分布;靠近隧道附近施工对隧道拱底和拱腰的变形影响最大;桩基础开挖深度未超过隧道时,地表沉降与桩周土体水平位移均随着开挖深度的增大而变大,当开挖深度超过隧道位置后,地表沉降与桩周土体位移将不再受开挖深度的影响,其结论可为类似桥梁跨越隧道工程研究提供参考与借鉴。     

负摩阻力减阻器的数值模拟分析

负摩阻力是桩周土体沉降产生的桩附加沉降和下拽力的综合效应。为了研究负摩阻力减阻器利用桩侧正摩阻力和削弱桩侧负摩阻力的作用,运用ABAQUS有限元软件模拟地下水位下降时减阻器对桩的影响,分析结果表明:安装减阻器的桩能保留普通桩桩侧正摩阻力的99.4%;地下水位下降4.6 m的条件下,能消除普通桩中性点以上土层负摩阻力的33.4%,中性点较普通桩深8.3%;水位下降较小时,该减阻器能够继续为桩提供桩侧正摩阻力。     

填土荷载对邻近桩排影响的有限元分析

建立了填土荷载对邻近桩排作用的三维有限元模型,分析桩顶边界条件和桩-土接触变化时桩基的不同性状,探讨了桩-土间土拱效应,分析了桩身挠曲、桩侧土压力和桩身轴力同填土荷载之间的变化规律。结果表明,填土荷载作用下,桩身挠曲与填土荷载成非线性关系,可以用三折线模型来模拟;桩顶自由时,桩前的土压力介于朗肯主动土压力和被动土压力之间,呈非线性分布。同种土中,桩侧土压力沿桩身呈线性分布,但比Ito理论和沈珠江理论求得的极限土压力都小。桩-土间设置接触单元能更实际地模拟桩基负摩擦力。所得结论对研究被动桩桩-土相互作用以及桥台桩基的设计和施工提供参考。     

碎石桩处理软土路基沉降的有限元分析

软基公路一般具有较大沉降,这是软土基承受载荷能力较差导致的。较大的沉降会使道路损害严重,还会导致交通事故发,因此进行软土基沉降控制研究十分关键。文章从碎石桩作用机理和施工工艺出发,通过PLAXIS有限元软件建立数学模型对软土基和碎石桩处理地基进行有限元分析,得出碎石桩对处理软基公路沉降有较好效果,可为今后软基公路的沉降处理提供理论依据。