粉土海床中风机单桩基础水平承载特性

通过室内三轴固结排水剪切试验(CD)率定了典型剪胀性粉土的物理力学特性参数。利用有限元软件ABAQUS,建立了水平受荷下的超大直径单桩基础有限元模型,并经过了模型试验的验证。在此基础上讨论了API规范p-y曲线法对近海风机超大直径单桩的适用性;重点研究了超大直径单桩基础临界埋深影响因素。研究结果表明:API规范p-y曲线法对超大直径单桩基础难以适用;在密实度为88%的粉土地基中,无论桩径大小,Lc,const准则下的临界埋深约为8倍桩径;在进行超大直径单桩基础设计时,选取小直径大埋深的桩基尺寸组合,可大幅减少桩基重量。     

水平荷载下单桩有限元模拟结合p-y曲线法分析

为了分析在水平荷载下单桩的横向响应问题,利用有限元程序ANSYS对桩土相互作用体系进行了三维有限元数值模拟,分析了土体是否考虑弹塑性、桩土之间是否考虑接触面等因素对单桩横向响应的影响。提出了有效模拟单桩横向响应的有限元模型;进一步提出了确定接触面刚度参数及p-y曲线地基反力系数修正接触面刚度参数的方法。最后进行了实例验证,得出了地基非线性因素的影响是不可忽略的重要结论,并有效提高了有限元模型的计算精度。     

层状土地基条件下具桩靴自升式钻井船插桩深度分析研究

应用有限元数值模拟方法,研究了自升式钻井船的桩靴在复杂层状地基土中贯入一定深度时的地层响应情况,取得了桩靴贯入过程中地基土破坏形式、荷载影响深度、不同承载力计算方法的适用性等多方面认识。在上硬下软及上软下硬的层状土中,所有公式的计算结果无论在数值还是趋势方面都与有限元模拟成果相差较大,这主要是由于单一的公式未考虑到插桩荷载影响深度内下伏不同地层对总承载力的贡献。有限元模拟成果显示,在3. 0B深度范围插桩荷载影响较大;桩靴自上覆硬土层贯入软土层时,会有一定厚度的硬土被压入到软土层,且厚度随插入深度变化,导致出现地层结构的动态重分布。根据层状地层中有限元模拟成果,提出了考虑到3. 0B深度范围所有地层的强度贡献、并考虑地层结构动态重分布的桩靴下地基土极限承载力计算方法,其计算结果与有限元模拟成果最为接近。工程实例计算表明,得出的计算结果以及有限元模拟结果都与实际插桩深度较为接近。     

海上风电基础ANSYS数值模拟

借助ANSYS有限元分析软件,实现了海上风电基础的多途径数值模拟.重点针对桩土相互作用,阐述了采用m法、p-y曲线法及接触单元法构建数值模型进行计算的流程,介绍了常用单元类型及其属性.通过工程算例,对几种桩土分析模拟方式的有限元计算结果进行了比对分析,为海上风电单桩基础的设计、施工提供了理论依据和参考资料.     

具桩靴自升式钻井船插桩过程有限元模拟研究

在评价具桩靴自升式钻井船的插桩深度及承载力时,包括浅基础、桩基础在内的多种计算方法均有各自的适用条件和局限性。应用有限元数值模拟方法,分别研究了桩靴在均质黏土和均质砂土中贯入一定深度时的地层响应情况,取得了桩靴贯入过程中地基土破坏形式、荷载影响深度、不同公式的适用性等多方面认识。在均质黏土中,随着插桩深度的增加,地基土先后经历了整体剪切破坏、局部剪切破坏、冲剪破坏三种破坏形式;在均质砂土中,地基土的破坏形式主要表现为整体剪切破坏。插桩荷载的影响深度约为3倍桩靴截面宽度。浅基础公式的计算结果与有限元模拟成果更为接近。     

大直径超长嵌岩桩承载特性分析

大直径超长嵌岩桩在工程中应用广泛,但其荷载传递机理和承载能力特性的研究仍不够深入。针对现有现场试验研究和数值分析的不足,基于马来西亚槟城二桥工程,对大直径超长嵌岩桩承载特性进行数值模拟和现场试验研究。通过对比发现,有限元计算结果与自平衡法的实测数据有较好的吻合性,但由于土动摩阻和孔隙水压力影响,静动法测试结果比自平衡法大30%左右。大直径超长嵌岩桩侧摩阻力从上而下逐步发挥,且沿深度非线性分布现象明显。实际总的桩侧摩阻力占荷载90%,远小于桩土极限侧摩阻力。     

大直径PHC桩竖向承载特性数值模拟研究

以珠海高栏港码头结构为工程背景,对码头的大直径PHC桩的数值模拟技术和承载特性进行研究。首先采用ABAQUS进行数值模拟,并将数值模拟结果与试验结果进行对比分析,验证了有限元分析的可行性,然后通过桩径、桩长,桩侧土和桩端土等一系列参数的变化,探讨这些参数对PHC桩Q-S曲线的影响。结果表明,有限元计算出的位移比实测结果高出2%~20%,桩长超过50 m的PHC桩属于超长桩。     

固化土加固海上风电桩基水平承载特性研究

为探究固化土加固对于海上风电大直径单桩基础水平承载特性的影响，以江苏如东H4#海上风电场工程为背景建立了固化土加固海上风电大直径单桩基础的有限元计算模型，研究了固化土加固前后单桩基础的水平承载特性，分析了固化土强度参数对单桩基础水平承载特性的影响。研究结果表明：利用固化土加固单桩基础可显著改善桩基的水平承载特性，桩基的水平承载力可提高147%;桩身位移对于固化土粘聚力的变化较敏感，内摩擦角的变化对于桩身位移的影响则较低。     

饱和砂土振动液化过程中桩的响应数值模拟

首先通过桩土相互作用的振动台模型试验模拟饱和砂土的振动液化过程,并实测桩身应变等数据,为数值计算提供可供比较的试验数据;其次依据饱和弱化土层p-y关系,利用拟静力计算方法,应用温克尔地基梁模型数值模拟饱和砂土振动液化过程中桩身弯矩。通过拟静力计算结果和试验结果的对比分析,认为当桩顶惯性力的折减系数为0.6时,数值模拟结果成立。     

横向受载超长PHC管桩计算方法

通过对p-y曲线的主要影响因素进行分析,结合现场试桩资料,以规范推荐的p-y曲线计算方法为基础,选取合适的土的特性参数与强度指标,建立新的p-y曲线法,并与m法、NL法、规范p-y曲线法进行比较,结果表明桩身最大弯矩的计算值都与实测值比较接近,但桩顶位移各种算法相差很大,按新的p-y曲线法的计算值与实测值吻合程度最好。     

大直径开口钢管桩竖向承载机理

大直径开口钢管桩因土塞形成闭塞效应以及挤土效应降低，其竖向承载机理远比预制混凝土打入桩复杂。以某港口工程大直径开口钢管桩试桩结果为基础，结合现行港口工程桩基规范，研究大直径开口钢管桩竖向承载机理，从受力和承载性状入手，分析大直径开口钢管桩桩径对闭塞效应、挤土效应降低对侧摩阻力、以及闭塞效应对桩端阻力的影响。     

劲芯搅拌桩的试验研究

劲芯搅拌桩是由搅拌桩和钢筋混凝土芯桩组合而成的新型桩,具有高承载力、低造价、施工便捷等优点,为掌握其荷载传递机理和承载力影响因素,进行了19根桩的荷载试验,包括11根劲芯水泥搅拌桩、4根钻孔灌注桩及4根水泥搅拌桩;并对劲芯搅拌桩进行了有限元分析。研究表明:芯桩对劲芯搅拌桩的荷载传递起关键作用,提高了劲芯搅拌桩的承载力;劲芯搅拌桩的承载力高于水泥搅拌桩和钻孔灌注桩;芯桩的长度、体积含芯率、面积含芯率存在一个最优值;水泥土的固化效应、芯桩的挤土效应和芯桩的荷载传递是劲芯搅拌桩高承载力的主要来源。     

高桩码头超长组合桩静载荷试桩试验

结合温州港某集装箱码头工程设计,针对环境和自然条件复杂、建设条件差、使用要求高等问题,对超长组合大管桩在深厚软土地区的应用进行研究。分析超长组合大管桩的优点,并通过超长组合大管桩的桩静载荷试验,验证该桩在外海地区深厚软土地质条件下的适用性,确定桩侧摩阻系数和桩尖端阻力,优化桩基布置和桩长设置,大大降低了工程投资。     

用于横向受载桩设计的一种半解析算法

在横向受载桩的设计中,必需考虑桩顶位移和桩内最大弯矩。文章提出了一种新的用于计算单桩横向受载的半解析方法。它以简化的p-y土壤响应理论为依据,描述了用于粘土中单桩这种解析方法,将这种方法的预报结果与m法、有限差分法的计算结果进行了比较,发现弯矩分布符合得很好。     

大直径负摩擦灌注长桩荷载-沉降关系研究

提出大直径灌注长桩工作性状并同时考虑负摩阻力的桩侧荷载传递模型，桩端采用双曲线荷载传递模型模拟土的非线性变形特性，并引入混凝土的Rusch模型来考虑高荷载水平作用下桩身混凝土的弹塑性性状，采用Mindlin解答以考虑桩侧摩阻力在桩端处产生的桩端位移，从而建立了层状地基中大直径负摩擦灌注长桩的荷载传递分析理论。根据该理论计算得到的荷载一沉降曲线与实测的曲线较为吻合，可作为确定大直径灌注长桩承载力的依据，经过对工程实例的计算与实测对比分析，证明该理论可靠、方法简单，且具有较好的适用性。     

波流共同作用下大直径圆柱三维绕流数值模拟

通过应用有限体积法对在波流共同作用下大直径圆柱绕流现象进行三维数值模拟,对圆柱体局部复杂流动进行了三维湍流计算分析,给出了三维流场、圆柱体表面及其所在局部底床床面应力分布,并在此基础上对圆柱体所在底床的局部冲刷进行了初步分析。     

外海深水裸露基岩大直径嵌岩桩套筒稳桩技术

结合马迹山港大直径嵌岩桩稳桩的施工实践，简要介绍了深水裸露基岩大直径嵌岩桩钢套筒稳桩施工技术，即利用一定厚度的人造基床来满足嵌岩桩钢套筒施工期的稳定要求。为避免人造基床对码头前沿水深的影响，码头前排桩采用人造基床与挑梁相结合的稳桩工艺。     

大直径深长钻孔灌注桩桩长优化

针对大直径深长钻孔灌注桩在分离卸荷式板桩码头结构中的应用成本控制问题，通过参考周边类似工程的实践经验、分析施工工艺的特点及施工方的实施水平等方法，对唐山港曹妃甸港区综合保税区通用泊位工程码头结构中大直径深长钻孔灌注桩桩长进行优化。结果表明：依据单桩极限承载力静载试验数据，并考虑灌注桩施工水平差异等因素，对灌注桩桩长进行优化，可达到降低工程造价的效果。