京石客专路基声屏障桩基础受力特性试验研究

用现场静载试验的方法,利用预埋钢筋计和土压力盒,进行了高速铁路路基声屏障桩基础在竖向荷载作用下的桩身应力和桩底反力的测试。重点分析声屏障桩基础在荷载作用下的沉降量和桩身内力。结果表明:对于声屏障的桩基础,采用试验时的桩长、桩径和桩身混凝土,桩基的承载力很大,桩顶荷载主要由桩周土的侧摩阻力来承担,并分析了此类桩基础承载力的影响因素,为今后进一步改进声屏障桩基础的设计提供了可供参考的试验数据和经验积累。     

斜坡段桥梁基桩竖向承载特性模型试验研究

以某实际工程桩为原型,考虑坡度和桩长的影响,根据相似理论设计并完成了竖向荷载作用下斜坡段桥梁基桩室内模型试验,获得了不同坡度及不同桩长下基桩的荷载-位移曲线、桩身轴力与桩侧摩阻力沿深度的分布规律以及基桩极限承载力,据此通过非线性拟合,建立了斜坡桥梁基桩竖向承载折减系数与桩长及坡度直接的关系式。试验研究表明:竖向荷载相同时,桩顶沉降与水平位移均随坡度及桩长的增加而增大,基桩的荷载-位移曲线均无明显拐点,并呈现出因变形过大导致基桩屈曲失稳的破坏模式;斜坡效应对基桩竖向承载的影响约限于8倍桩径深度范围内;与平地桩相比,斜坡桩的桩侧摩阻力更易达到极限值,实际工程设计时应对其进行适当折减;边坡坡度越大、自由段越长,基桩竖向承载力越小。     

公路桥梁桩基础受竖向荷载桩侧土接触面损伤机理模型试验研究

我国公路桥梁建设规模巨大,桥梁基础的安全是公路桥梁安全运营的根本。钻孔灌注桩基础承载能力大、工艺成熟,是公路桥梁广泛采用的基础形式。为掌握公路桥梁桩基础受力过程安全与否,需要摸清桩基础受竖向荷载桩侧土接触面的损伤机理。首先构建桩土作用模型,在桩身任意深度处取一微分桩段由平衡条件建立桩土作用微分方程,通过大量桩基工程试桩试验和本研究进行的室内模型试验及相关研究成果给出公路桥梁钻孔灌注桩基τ-S关系曲线,开展理论分析研究了钻孔灌注桩基础受荷机理和桩土作用传递函数;然后进行桩土接触面损伤机理研究,建立了公路桥梁桩基础受竖向荷载桩侧土接触面损伤指数和损伤传递函数模型,为桩基础受竖向荷载损伤分析提供依据;再进行了25组桩-土接触面损伤模型试验,试验采用5种有代表性土样,每种土样分别模拟10,20,30,40,50 m深度工况,深入研究了公路桥梁桩基础受竖向荷载桩侧土接触面损伤机理。通过试验测试数据与本研究提出的桩土接触面损伤指数和损伤传递函数模型计算结果进行分析比较,验证了该模型的适用性和可靠性;最后对理论研究成果和模型试验研究成果进行分析,并得出初步结论供相关工程设计和研究人员参考。     

桩基础桥梁非线性地震反应分析模型及试验研究

为研究强震下桩基础桥梁的非线性地震反应滞回规律,综合考虑桩侧土水平向仅受压非线性与竖向的摩擦作用以及桩尖土的非线性压入与提离作用,提出了桩基础桥梁的非线性地震反应分析模型,并通过单墩桩基础桥梁模型的拟静力加载试验验证了改进模型的合理性。以某客运专线跨度为32m的双线简支梁重力式桥墩为背景,根据不同构件的非线性建立了4种模型,利用非线性时程反应分析方法对4种模型进行分析。结果表明,承台底剪力~水平位移、承台底弯矩~转角呈纺锤状滞回规律,地基土的仅受压非线性特性对地震反应结果影响较大,建议桩基础桥梁在进行非线性地震反应分析时考虑地基土的影响。     

桥梁基桩嵌岩深度计算方法及工程应用研究

桥梁基桩设计时,应对基桩的嵌岩深度进行设计验算。根据静力平衡原理,建立了桥梁基桩嵌岩深度简化计算模型;并基于Hoek-Brown强度准则,推导了桩侧法向应力及侧摩阻力计算公式,据此提出了考虑水平荷载特性的桥梁基桩嵌岩深度计算方法。工程实例计算表明:理论计算方法得到的基桩嵌岩深度值比规范法偏大,二者之间的差别在20%左右,据此设计的桥梁基桩更加安全;经计算发现凤凰二桥75~#~106~#基桩的最小嵌岩深度均大于0.5,其中106~#桩需至少嵌入花岗岩当中0.776 m,可按本文计算结果将基桩嵌入岩层0.8m。计算方法可以为类似工程设计提供参考。     

根键式基桩竖向承载力自平衡法试验研究

根键式桩基础是一种新型的基础形式,其通过固结的根键来增加结构与土体的共同作用,以提高基础的承载力.为检验自平衡法在根键式基桩承载力测试中的适用性,以及进一步了解根键式基桩承载能力的性能,以某长江大桥试桩为背景,对1根根键式试桩和1根普通试桩竖向承载能力进行自平衡试验.试验结果显示:自平衡试桩法可用于检验根键式桩基础的施工工艺和成桩后的承载力;根键能提高基桩承载力和减小桩顶沉降.结合计算结果对根键式桩基础的设计和施工提出了建议.     

悬索桥锚碇桩式基础位移及受力分析

悬索桥锚碇可以采用群桩基础替代常用的重力式基础,通过分析已建成工程实例锚碇桩基础的布置方式、直径、土体效应对桥梁位移的影响,证明大直径群桩比小直径群桩及斜桩刚度大,抵抗水平荷载能力强.采用考虑摩擦滑动的桩土单元的有限元法,分析马鞍山长江公路大桥管柱基础锚碇方案的水平位移、竖向位移和桩侧土体应力所处的力学状态,结果表明:管柱基础锚碇的水平位移可以满足大跨悬索桥正常工作需要,桩侧土体应力在弹性范围之内,不至于产生蠕变导致锚碇后期水平位移的增加.     

刚性嵌岩桩单桩刚度系数推导

群桩基础单桩内力计算,最重要的一环是先求得各单桩刚度系数,在桥梁基础中,弹性桩较为普遍,其单桩刚度系数根据规范易得,而实际工程中,会遇到桥址处为岩石地质,而且基岩面起伏比较大的情况,这时就会出现刚性嵌岩桩,如何求解刚性嵌岩桩刚度系数十分关键。根据刚性嵌岩桩的特性,不计桩侧土压力对桩身产生的侧移,运用结构力学及材料力学相关知识推导刚性嵌岩桩的单桩刚度系数,并与规范提供的刚度计算方法进行对比,以此说明公式适用范围。解决了包含刚性嵌岩桩的群桩基础的单桩内力计算问题。     

横向荷载对基桩竖向承载力的影响分析

为研究横向荷载时基桩竖向承载力的影响,首先利用m法假设下轴横向受荷桩桩身挠曲方程的幂级数解,得到桩周土对桩身抗力沿桩轴向的分布,在此基础上利用横向受荷桩桩侧土体应力分布弹性解,求得桩周所受法向压力的变化量,进而得到桩侧阻力极限值的变化量沿桩轴向的分布,将此变化量积分得到由横向荷载引起的桩侧极限摩阻力的变化量,由于横向荷载对桩端阻力影响不大,故此即为基桩竖向承载力的变化量,横向受荷桩的竖向承载力即为此变化值与无横向荷载作用时基桩的竖向承载力之和.然后将导得的计算公式对某试验进行分析,其结果表明计算值与实测值吻合较好.最后对横向荷载下基桩极限侧阻力变化量的影响因素进行了分析.分析结果进一步证明了横向荷载对基桩竖向承载力有一定影响,在工程设计中值得注意.     

接触有限元模型在摩擦桩沉降计算中的应用

该文介绍了接触有限元模型在摩擦桩沉降计算中的应用。建立ANSYS有限元模型,计算软土地基中摩擦桩在竖向荷载作用下的沉降。该模型土层定义为弹性,以面面接触对模拟桩土接触面,温度荷载模拟土层对桩的侧压力。计算得Q-S曲线与试桩实测资料对比,结果表明,用该方法进行基桩沉降计算是有效的。     

修正密度法分析混凝土桩复合地基路基绕流滑动稳定性

混凝土桩复合地基路基主要失稳模式为绕流滑动,除路基整体剪切滑动稳定分析外,还应进行路基绕流滑动稳定分析。基于混凝土桩主要通过桩帽反力和桩侧摩擦力提高路基稳定性的特点,对混凝土桩复合地基路基绕流滑动稳定分析提出修正密度法。该方法将路堤和地基土作为分析对象,根据改进HEWLETT法确定桩帽荷载,按照格栅挠度等于桩土沉降差的原则计算格栅向桩帽转移的荷载,然后按照桩间土荷载率对桩帽顶面以上路堤密度进行修正。根据混凝土桩底刺入破坏时竖向受力平衡条件确定用于绕流滑动稳定分析的中性面,然后将桩侧正、负摩擦力换算到桩间土密度中。对桩帽反力和桩侧摩擦力经上述等效处理后,可利用现有路基常规稳定分析软件分析混凝土桩复合地基路基的稳定性。滑塌路基实例证明,修正密度法分析结果与工程实际符合较好。     

桩基础有限元法分析

桩基础应用广泛，但计算麻烦，传统的计算方法只能考虑单一的土层，对于多层土的地基要采用换算的地基系数。本文采用有限元法分析桩基础，用弹簧模拟桩侧土对桩的作用，可考虑不同的土层，适用范围更广，计算表明本法具有足够的计算精度。     

非等长桩群桩基础的等代计算模型

非等长桩群桩基础的变形性能,可以用在顶端设置一个水平刚臂和一个水平弹簧支承的悬臂立柱来模拟。通过算例的分析结果表明,这种等代计算模型不仅具有较高的精度,而且大大地简化了超静定桥梁结构的上、下部结构整体分析。     

盾构切桩后桩基对管片作用力确定及控制措施

为获得盾构切除桥梁桩基后残桩对管片的竖向荷载及残桩的承载力，评估切桩后桥梁和盾构隧道结构安全，开展残桩对管片作用力的计算分析。首先，分析盾构切桩后残桩对管片作用力的影响因素，包括桩长减短、施工扰动及桥桩竖向刚度变化等。然后，在考虑这些因素影响的基础上建立残桩承载能力和所受竖向荷载计算公式，并以具体工程为例进行计算对比，结果表明： 本工程残桩承载力无法满足所受竖向荷载，需进行残桩周围地基加固；通过对地基注浆加固计算，残桩承载力可满足竖向荷载，能够保证管片和上部桥梁结构安全。最后，根据理论和实例分析，提出减小残桩对管片受力影响的施工控制措施，包括减小施工扰动、提高桩侧摩阻力及加强管片配筋和螺栓强度等。     

岩质边坡桩柱式桥墩的受力分析研究

岩质边坡上桥梁基桩具有承重与阻滑双重功能,其受力性状远比抗滑桩和平地上两侧无坡度的单一倾斜受荷桩要复杂得多.本文在探讨和总结了桩柱式桥礅双排桩的受力特点和计算方法的基础上,采用大型通用非线性有限元分析软件MSC.Marc对其进行数值模拟,建立了岩质边坡桥梁双排基桩三维有限元计算模型,通过计算得到了岩质边坡的应力分布情况.由于桩柱式桥墩桩顶横向连梁对桩顶的约束作用,桩身变形特征也发生了明显变化,桩柱式桥墩前、后两根基桩的侧移曲线均有桩顶弹嵌的特征,使得桩身受力更加合理,对桩身材料强度的要求相对有所降低;此外,以该模型为基础,分别分析了基桩间距变化、桩体刚度变化、嵌岩深度变化及桩周岩(土)体性质变化对桩柱式桥礅双排桩受力及位移的影响,其计算结果可用于指导岩质边坡桥梁基桩的设计及施工.     

桩底锚杆技术及其在基桩竖向承载力测试中的应用

利用岩土锚固技术,在桩底设置锚杆,采用所研制的传力装置将锚杆与桩顶反力梁相连,使基桩竖向载荷试验过程中千斤顶的压力由反力梁传至桩底锚杆,促进其抗拔承载力的发挥,从而提供所需反力即实现反力的自锚固.工程应用结果表明,与传统载荷试验法相比,基于桩底锚杆技术的桩身竖向承载力自锚式测试法可显著减小试验成本、缩短试验周期,且结果较可靠,具有一定的理论研究意义和应用推广价值.     

岩质边坡桩柱式桥墩的受力分析研究

岩质边坡上桥梁基桩具有承重与阻滑双重功能,其受力性状远比抗滑桩和平地上两侧无坡度的单一倾斜受荷桩要复杂得多。本文在探讨和总结了桩柱式桥礅双排桩的受力特点和计算方法的基础上,采用大型通用非线性有限元分析软件MSC．Marc对其进行数值模拟,建立了岩质边坡桥梁双排基桩三维有限元计算模型,通过计算得到了岩质边坡的应力分布情况。由于桩柱式桥墩桩顶横向连梁对桩顶的约束作用,桩身变形特征也发生了明显变化,桩柱式桥墩前、后两根基桩的侧移曲线均有桩顶弹嵌的特征,使得桩身受力更加合理,对桩身材料强度的要求相对有所降低;此外,以该模型为基础,分别分析了基桩间距变化、桩体刚度变化、嵌岩深度变化及桩周岩（土）体性质变化对桩柱式桥礅双排桩受力及位移的影响,其计算结果可用于指导岩质边坡桥梁基桩的设计及施工。     

边坡滑移情况下陡坡段桥梁基桩受力特性影响因素对比试验研究

边坡滑移时,位于陡坡段的桥梁基桩相比抗滑桩受力特性更为复杂。在合理模拟滑动面的前提下,进行了陡坡段桥梁基桩受力特性的参数对比室内模型试验。通过获取加载过程中桩身最大弯矩、桩顶水平位移及地面处基桩变位等关键指标,对不同加载方式、基桩自由长度、基桩剐度的基桩受力特性的各主要影响因素进行了探讨。试验结果表明,基桩产生的较大弯矩与水平位移主要由水平荷载引起,桩身最大弯矩随基桩自由长度的增加急剧增长,而随基桩刚度及边坡坡度的提高增长幅度较小。研究成果对揭示陡坡段桥梁基桩与周围边坡作用规律具有一定参考价值。     

山区桥梁基桩屈曲稳定分析及工程应用

在西部山区的高速公路或铁路中,桩柱式桥梁基桩应用非常广泛,受山区水文地质环境的限制,尚不能完全将现有的桩基屈曲研究成果应用于工程实际。首先,在现有研究的基础上,根据山区桩柱式桥梁基桩的承载特性,建立了基桩屈曲稳定分析的简化模型,导得了桩—土体系的总势能函数,并利用能量法对其进行求解,从而得到了山区桩柱式桥梁基桩屈曲稳定分析的临界荷载及稳定计算长度。其次,通过已有试验的算例分析,发现本文计算结果与试验结果以及文献计算结果均吻合较好,验证了本文计算方法的可靠性。最后,以某高速公路当中的桥梁基桩为例,对其稳定性进行了验算,结果表明,在桩柱顶竖向设计荷载作用下,基桩不会出现屈曲失稳,故该设计是合理的。     

岩溶地区扩建项目新建高架桥基础设计简析

以广清高速公路改扩建工程中的江高高架桥为例,依据地质状况存在岩溶的情况,分别对采用扩大基础、群桩(摩擦桩)基础和嵌岩桩基础进行对比分析,得出采用D180钻孔灌注嵌岩桩是本桥安全、耐久、施工方便的基础形式.并按竖向承载力和按基桩稳定性计算出嵌岩深度,采用顶板抗冲切厚度验算和顶板抗剪厚度验算得到需要的最小桩底持力层厚度.