轴向荷载作用下桩的位移

从桩的位移出发以土体的非线性应力应变关系为基础,对Randolph & Wroth模型进行了修正,提出了桩在轴向荷载作用下的位移公式,通过与试验结果比较,修正模型与实际情况吻合程度较高.     

考虑桩土界面相对位移与界面外土体剪切变形抗拔桩荷载传递分析

传统理论分析方法在分析桩体荷载位移关系时,都存在各自不同的缺陷。剪切位移法假定桩土界面不产生相对滑移,荷载传递法的分析计算是基于一种表征桩侧摩阻力与桩体总位移关系的桩土荷载传递模型之上,但事实上桩侧摩阻力是由桩土界面相对滑移产生的。通过对抗拔桩变形模式进行分析发现,桩体总位移可以分为桩土界面相对位移与桩土界面外土体位移两部分。因此,通过建立一种表征桩侧摩阻力与桩土界面相对位移关系的桩土界面荷载传递模型,结合使用桩土界面荷载传递原理与剪切位移法对两部分位移量进行计算,从而得到了不同荷载作用下桩体总位移。通过与工程实例进行对比,证明了本方法的合理性。     

基于p-y曲线的抗滑桩差分解法研究

为了合理计算抗滑桩的内力及位移，根据桩侧抗力的实际分布形式，建立了考虑桩侧剪力的抗滑桩p-y曲线非线性模型，采用差分解法，推导了相应的差分计算方程，编写了计算程序，并与工程实例监测数据相比较。结果表明:计算桩体位移曲线基本能够反映实测桩体侧移的变化趋势，计算桩顶位移与实测桩顶位移平均相对误差为7.5 %，计算结果与实测结果吻合较好；采用p-y曲线分析抗滑桩的受力特性是合理的，能够反映抗滑桩的受力变形特性，可方便确定桩体位移及内力，且便于确定相应的计算参数。     

一种新的确定嵌岩桩竖向承载力的解析算法

采用正弦-全塑性模型来描述嵌岩桩的侧摩阻力与桩土相对位移之间的传递关系,导出了无限长桩桩侧阻力与桩顶相对位移之间的解析解;同时桩端阻力与桩端位移之间采用负指数-全塑性模型描述,进而得出了桩顶沉降量与竖向承载力之间的关系。并通过对某一嵌岩桩静载试验数据进行对比分析表明,该计算方法与实测结果吻合良好,方法简单实用,具有一定...     

水泥搅拌桩复合地基非线性分析

通过研究水泥搅拌桩的荷载传递机理,分析了桩身实测变形曲线的形状,提出了桩侧摩阻力与桩身位移的非线性传递函数,建立了用双曲线模型描述桩侧摩阻力与桩周土局部剪切位移的非线性关系,从而得出了水泥搅拌桩复合地基桩顶沉降曲线函数。     

软土地基中桥头路基桥台桩侧向反应分析研究

在高速公路与桥梁的连接段,桥头路基软土引起的侧向荷载,对桥台桩基的水平位移和弯曲变形具有重大影响,严重时将导致桥台或桥梁结构的破坏.该文介绍了侧向变形土体常见的位移模式,研究了桥台桩的变形机制,并阐述不同模式下桩侧压力的产生机理.在此基础上提出桩土间相互作用力与桩土间相对位移的双曲线关系模型和理想弹塑性关系模型,并对模型进行了求解.通过试验数据验证了计算模型的正确性.     

双排抗滑桩有限杆单元计算方法研究

采用相关公式推导了考虑桩土相互作用与两者协调变形的刚度矩阵，该矩阵由桩身单元的刚度矩阵与考虑桩土相互作用的单元刚度矩阵两者叠加而成。利用有限杆单元法求解桩身每个单元节点的位移和转角，最终求解出桩身各单元的剪力和弯矩。同时，建立了双排抗滑桩的受力模型，也利用有限杆单元法对建立的双排抗滑桩模型进行求解。     

桩基础布置方案对闸室应力位移影响分析

针对桩基础水闸不同桩基布置方案，建立三维有限元模型，分析桩基布置对闸室应力位移的影响。研究表明:把桩集中布置在闸墩底下对减小底板的应力，特别是减小两闸墩间的底板应力具有明显作用；当桩数相同时，桩的布置方式对闸室位移影响较小；对桩基础水闸的应力和位移进行计算时最好采用实际桩基与闸室结合整体模型，这样计算结果才能反映实际情况，但水闸结构尺寸较大、桩数量较多时可采用复合地基进行计算。     

基于试验数据的大跨度拱桥有限元模型修正

为了获取菜园坝长江大桥的基准有限元模型，结合Kriging代理模型和一种改进的粒子群优化算法，利用荷载试验数据对其初始有限元模型进行修正。首先，叙述模型修正和Kriging模型基本理论，在基本粒子群算法中引入交叉变异计算，提出一种改进的粒子群算法，并通过测试函数对改进的粒子群算法进行验证；其次，简要介绍菜园坝长江大桥荷载试验、荷载试验结果及初始有限元模型；最后，根据敏感性分析选定6个待修正参数，通过试验设计得到频率和位移关于修正的参数的样本，并建立有限元模型的Kriging代理模型以预测结构响应；以频率和位移的试验值和计算值残差为目标函数，分别利用基本粒子群算法和改进的粒子群算法在修正参数的设计空间内寻找目标函数的最小值，并对比分析模型修正的结果。结果表明：测试函数表明改进的粒子群算法具有较好的稳定性和成功率，并能获得更为精确的优化结果；建立的Kriging代理模型均方根误差较小，可以替代有限元模型预测结构频率和位移；经过模型修正，菜园坝长江大桥前5阶频率计算值与试验值相对误差均控制在5%之内；除个别测点外，位移相对误差均控制在10%以内；相比基本粒子群算法，改进的粒子群算法获得了更小的目标函数值，修正后的频率和位移的相对误差更小。     

路桥桩基施工对邻近铁路路基稳定性研究

高架桥桩基施工会对邻近铁路路基稳定性产生不利影响。选取K34+853段狮岭高架桥与京广铁路交叉口进行研究,在施工过程中进行路基水平位移值与竖向沉降位置值监测,得到测斜孔孔口最大位移速率为1.97 mm/d,符合路基深层水平位移监测三级预警值;对工程地质条件与现场工况进行数值模拟,建立了计算模型并得出水平位移值数据与监测数据变化趋势基本一致,证明了数值模拟的可靠性。模拟值整体为监测值的90%,需对模拟值进行进一步修正;对桩孔距离变化对邻近铁路路基稳定性影响分析可知,在溶洞尺寸3 m×3 m×3 m,泥浆相对密度1.3条件下,桩孔与路基距离分别为2 m、8 m时,水平位移最大值分别为6.87 mm与1.21 mm,位移值减小了82%。     

桩侧土受强夯振动力作用时桩的力学模型

结合某高速公路结构物基础混凝土灌注桩与强夯加固台后地基土层交叉施工所发生的工序性技术问题,推导了桩侧土受强夯振动作用时,土层传给桩身的横向与竖向振动力的大小和桩身位移计算的力学模型,并根据工程实例有关桩身物理力学指标和强夯施工夯击能等数据,采用该力学模型计算分析了夯点到桩的最小安全距离和夯击能大小与桩身位移的关系,通过工后桩身质量检测结果验证了力学模型的正确性。     

非连接式桩筏基础水平特性试验

为了给非连接式桩筏的设计与施工提供参考，针对大型桥梁工程采用的减隔震基础形式--非连接式桩筏，考虑竖向荷载、垫层厚度等因素的影响，进行了非连接式桩筏水平承载性能的室内模型试验研究。采用粒子图像测速法跟踪了土体水平位移路径，利用数字图像关联技术获得了土体位移场与剪切带，分析了竖向荷载、垫层厚度等因素对筏板水平位移、桩身弯矩和剪力分布的影响规律，提出了非连接式桩筏基础水平承载力的简化模型及计算方法，并用试验数据进行了验证。研究结果表明：竖向荷载可有效限制筏板水平位移，设置垫层可显著减小桩身弯矩及剪力，并且桩身弯矩和剪力随垫层厚度的增加而减小；土体在垫层顶部形成位移集中区，产生局部塑性变形并不断扩大，最后局部塑性变形区贯通形成完整的剪切带；非连接式桩筏基础水平承载力与竖向荷载相关，当竖向荷载较小时，其水平承载力由筏板与垫层界面摩擦力控制，当竖向荷载较大时，其水平承载力取决于垫层的水平承载力，这与图像分析获得的垫层破坏结论一致。因此，对于非连接式桩筏基础的设计及具体工程应用，可以通过调整垫层的厚度来减小桩身弯矩及剪力；所揭示的非连接式桩筏基础水平承载力变化规律可为今后大型桥梁隔震基础的设计与研究提供参考。     

基于荷载传递法的单桩沉降简化计算方法

基于荷载传递法,考虑桩侧土体软化特性,提出一种单桩沉降预测的简化算法。采用内接三折线模型模拟桩侧阻力与桩土剪切位移间非线性关系及软化特性,采用双曲线模型模拟桩端阻力与桩端位移的非线性关系。根据桩侧及桩端荷载传递模型,利用简化递推方法可由桩端位移获得桩顶沉降。给定一系列桩端位移,即可绘制单桩荷载-沉降曲线。最后,结合实际工程案例,对上述方法进行验证。     

基于单桩荷载试验的群桩荷载与位移关系模拟

为了建立单桩荷载与位移的统一计算方法,基于荷载传递理论和现场模型试验结果,采用双曲线的模型来模拟实测的T-s以及σ-s<,b>曲线,回归相关参数,通过迭代计算得到单桩的Q-s曲线,与实测的Q-s曲线比较吻合.基于等效墩模型,应用单桩双曲线模型参数,对群桩荷栽与位移进行了模拟,并与实测结果进行了对比,还对参数β和g的取值...     

坡地条件下水平受荷单桩p-y曲线法试验与数值模拟

为了探究坡地条件与平地条件单桩水平承载性能的差异,首先开展了黏性土45"坡地与平地的水平受荷单桩室内模型对比试验,探讨了两种境况下单桩桩顶荷载-位移曲线和弯矩沿桩身分布规律的不同。结果表明:与平地相比,坡地单桩桩顶的荷载-位移曲线坡度较小,且浅层区域内的桩身弯矩也小于平地单桩,此现象说明,坡体存在因土体缺失而抵抗桩身变形能力减小的坡度效应。然后利用数值分析重复性强的优势,分析了边坡角度对位移沿桩身分布规律的影响。对比分析发现:与试验分析结果相同,即在浅层区域内,边坡侧土体抵抗桩身变形的能力受到削弱,且这种削弱作用随坡角的增大而增大;但削弱现象只存在一个和坡角有关的临界深度以上,该深度以下削弱作用可忽略不计,即可视为平地基桩处理。基于数值分析对存在削弱作用的浅层区域土体的p-y曲线进行了探究,得到了其关键参数桩侧土体极限抗力和初始刚度适用于坡地的修正表达式,从而建立了适用于坡地条件下的p-y曲线法,且得到了临界深度与坡角存在的关系。最后,用该方法计算的桩顶荷载-位移曲线与已有的试验结果以及国外同行的其他算法进行了对比,结果表明理论值与实测数据吻合较好。     

高速铁路黄土路堤结构动力响应数值分析

运用FLAC3D内置FISH语言编程实现列车荷载的施加，分析了两种黄土路堤结构在动荷载下的响应特征，并探讨桩板结构桩间距对路堤动力响应的影响。结果表明:桩板结构路堤各层的竖向位移均比无桩板结构的大；两种模型的动应力均沿线路横向呈马鞍型不均匀分布，轨下位置处动应力最大，桩板结构路堤峰值动应力比无桩板结构的大；桩间距为4 m时，基床表层表面位移最大，桩间距为3，2 m时，基床表层位移基本一致，并且比4 m时小，桩间距在2~3 m时基床表层表面位移较小。通过模拟结果发现，无桩板结构路堤动力响应比桩板结构路堤的小，在不考虑别的因素条件下，采用无桩板填土路堤结构较为合理。     

基于FLAC3D的大直径实心桩承载性能数值模拟研究

基于FLAC3D模拟软件，对大直径实心桩竖向及横向的承载性能和变形特性进行数值模拟。深入而全面的研究了大直径实心桩的受力机理、承载性能与变形特性，得出以下结论：本次模拟的大直径实心桩的单桩承载力极限值为82000kN，单桩承载力特征值为41000kN，水平承载力极限值为1750 kN，水平承载力特征值为1000 kN。随着竖向位移的增大，桩周土体的沉降随着距离桩体距离的增大而减小，桩端土体与桩体和桩周土体相比沉降较小，模型承受荷载过程中桩身的压缩量较大。在各级荷载作用下，桩身轴力随着深度的增加而减小，至桩端处桩身轴力几乎降至为零。在施加水平荷载之后，桩顶部分的水平位移最大，随着桩体埋藏深度的增加，桩身位移迅速减小至零，桩身弯矩随着桩体埋藏深度的增大呈先增大后减小至零。     

单桩荷载传递法修正计算分析

基于层状地基采用双曲线模型为荷载传递函数,提出了用Mindlin解和桩土共同作用的联合方法对荷载传递法的进行修正,并计算分析了单桩承载特性。将Lee的方法与双曲线荷载传递函数相结合使得Lee方法中考虑土体横向连续性的优点得以发挥。将横向连续性与竖向连续性修正相结合得到修正荷载传递法,用编制的计算机程序进行了工程实例的计算,结果表明,计算结果与实测值较为接近,其土层的平均SPT值较小,土体较容易产生变形,当试验荷载较高时,可能造成桩周土与桩身之间的滑移。修正荷载传递法与未修正和仅进行竖向修正的荷载传递法相比具有一定的精确性,能更好地反映单桩承载特性,且适用于群桩的分析计算。     

采用生长模型对自平衡试桩荷载～位移曲线的研究

自平衡试桩法用于评价基桩承载力具有一定优势,但一直未能有效解决如何描述上段桩的荷载～位移曲线的问题,且在工程试桩时存在上段桩未达到极限状态的情况,此时不能测得上段桩承载力的真实值.基于生物生长型模型与实测荷载～位移曲线,运用Matlab对荷载～位移曲线进行生长型拟合,将拟合结果与双曲线模型拟合结果进行对比,分折了由两种...     

成层地基中倾斜荷载作用下桩的受力研究

在现行“ｍ”法假设基础上，给出了成层地基中倾斜荷载作用下柔性桩的内力及位移分析解，并以铝管在砂箱内进行了不同倾角的倾斜荷载作用下室内模型桩实验，实验结果表明，理论与实测值吻合良好，具有一定的实用价值。