浮式再气化平台锚定嵌岩桩内力分析

基于国外某浮式再气化平台锚定嵌岩桩设计,介绍水平分层钢管混凝土复合截面参数和刚度计算,描述往复荷载及岩质条件下的P-Y曲线绘制方法并采用ANSYS软件编制通用程序实现桩土相互作用的P-Y曲线仿真模拟。讨论不同地质模型、往复荷载和非往复荷载作用下桩的P-Y曲线、嵌岩深度、荷载作用高程以及岩石单轴抗压强度对锚桩内力的影响。研究成果可为浮式再气化平台锚定嵌岩桩设计与施工提供参考。     

水平荷载作用下两种桩土模拟算法对高桩码头横向排架的影响

以某码头工程为例,横向排架按柔性桩台考虑,将实际结构图简化得到其计算简图;基于m法和假想嵌固点法,分别采用弹性嵌固和固端约束模拟桩土相互作用,利用ANSYS建立2种有限元模型计算水平力作用下横向排架的内力和变形;采用SPSS对计算结果进行数据统计分析。结果显示:当显著水平α取0.05时,采用m法和假想嵌固点法计算桩土相互作用对水平力作用下横向排架的内力和变形的影响无显著差异。     

基于APIRP2A-WSD规范的桩基内力分析

针对桩土之间的复杂受力问题,采用Recommended Practice for Planning,Designing and Constructing Fixed Offshore Platforms—Working Stress Design（API RP 2A-WSD）的桩基设计方法（用P-Y曲线弹簧模拟桩侧土体法向抗力,用T-Z曲线弹簧模拟桩侧土体轴向抗力,用Q-Z曲线弹簧模拟桩端土体轴向抗力）对高桩墩台码头进行桩基内力分析,并把计算结果同弹性嵌固法的计算结果进行比较。得出如下结论：在摩擦桩中,桩身轴力随着入土深度的增加而减小;桩身弯矩有两处反弯点,其最值发生在桩头或是入土端4d～6d处;API法计算所得的桩基最大弯矩较弹性嵌固法小。     

桩土作用计算方法在系缆墩桩基设计中的应用

停靠VLCC的系缆墩结构须承受较大的水平系缆力,分别基于假想嵌固点法和m法模拟桩土的相互作用,并运用Autodesk Robot空间有限元软件计算桩基的内力及变形。通过对比研究发现:以m法计算的桩力及以假想嵌固点法计算的桩弯矩及变形作为设计依据是偏危险的。为满足安全性及经济性的要求,在实际工程设计中,应对不同的桩土作用方法的计算结果作综合考虑。     

横向力作用下的高桩结构分析方法对比

横向力作用下高桩结构分析是港口工程中常见的，如何考虑桩￣土之间的相互作用，对结构分析结果影响较大。文章就几种不同的考虑桩￣土相互作用方法：假想嵌固点法、ｍ法、Ｐ－Ｙ曲线法在分析高桩结构时进行了比较。     

竖向弹性地基梁法与假想嵌固点法在砂性地基高桩码头设计中的应用*

研究了在砂性地基中采用竖向弹性地基梁法和假想嵌固点法分别定义桩土间相互作用的边界条件.以某港口工程项目为例,运用SAP2000结构分析软件,计算、比较并分析了这两种方法模拟桩土相互作用时码头横向排架中各桩的桩身变位和弯矩值.结果表明:在砂性地基中(桩为摩擦桩的情况),以假想嵌固点法计算得到的结果作为设计依据的做法偏危险;建议采用竖向弹性地基梁法,此法更为安全可靠.     

不同计算方法时高桩墩台的桩基内力分析

文章以实际工程为例,运用ANSYS三维有限元软件对高桩墩台码头进行不同计算方法下的内力对比分析,得出3种(弹性嵌固法、M法、P-Y曲线法)不同计算方法下高桩墩台结构的桩基内力值及分布情况,总结出如下结论:(1)桩身弯矩最值发生在桩头或嵌固点处,设计时注意在这些地方对桩基进行局部加强;(2)当地质资料不是很详细时,可优选采用弹性嵌固法进行计算,其计算结果对土体参数选取不太敏感。     

用P-Y曲线法计算板桩结构

根据P-Y曲线法原理分别对沉入砂性土地基及粘性土地基的板桩码头进行了例题计算，并且与传统的m法进行了比较。     

横向荷载群桩效应分析

在大量单桩、群桩模型试验的基础上，分析了水平受载群桩桩土作用机理，探讨了水平荷载作用下群桩的影响因素。采用弯矩函数拟线法，绘制了试桩P-Y曲线，通过对单桩、群桩P-Y曲线的分析比较，提出了合理、可靠、方便、实用的群桩效应计算方法，计算结果与实测值相吻合。     

超长PHC管桩嵌固深度研究

高桩码头结构计算时可以先把基桩在某深度处固定进行上部结构计算,再把计算的桩顶内力作为荷载施加到桩上进行桩-土相互作用分析。理论上讲,以简化前后的桩顶水平位移相等为条件确定嵌固点位置最为合理,但实际中难以实现。结合现场试桩资料,深入分析了超长桩在水平荷载作用下的嵌固特性,提出了嵌固深度随荷载变化的经验计算公式,实例计算结果表明效果良好。     

基于有限元法的柔性靠船桩设计分析

选取广州港某扩建码头中使用的柔性靠船桩作为工程实例,采用P-Y曲线法,利用通用有限元软件ANSYS对柔性靠船桩进行受力分析;同时土体采用Mohr-Coulomb模型,利用有限差分软件FLAC建立实体土单元与柔性靠船桩相互作用模型进行桩的受力复核,并将二者的计算结果进行对比分析,得出较为合理的设计成果,为港工设计人员提供有效参考。     

粘性土P-Y曲线中Y50的神经网络预测

Y50是桩粘性土P-Y曲线的一个重要参数,Y50受诸多因素的影响,随机性较大。对港口工程中常见的粘性土8个常规物理性质指标进行主成分分析,研究用若干指标判定粘性土土性的合理性。抓住三个主要影响因素桩径、不排水抗剪强度Cu与土的压缩系数αv,进行BP网络的结构设计,用神经网络原理对粘土P-Y曲线中Y50进行预测。预测结果能够满足工程精度要求。     

高桩墩台桩土共同作用对结构内力的影响*

根据广州某高桩墩台结构断面图和土层参数勘察报告,建立了包含墩台、桩基及土层的三维有限元模型。桩土界面采用面面接触模型,允许桩土分离及滑移,通过接触应力反映桩基土对桩的侧压力和摩阻力。分析得出了高桩墩台在多种荷载组合下的应力场和位移场,以及各桩的弯矩图和轴力图。并进一步将有限元结果与以丰海高桩墩台计算程序为代表的传统嵌固点法计算结果相比较,分析了2种方法单桩轴力图、弯矩图的差异及原因,同时分析了桩基土对结构内力的影响,得到桩排中的最大轴力弯矩桩的位置及单桩上轴力弯矩极值点的位置,为传统的嵌固点法计算结果提供了一些修改与补充,从而为高桩墩台结构设计提供参考。     

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.     

满足桩轴向刚度条件的高桩码头桩基计算模型

通过在桩身一定的位置施加一个轴向弹簧,建立高桩码头的桩基计算模型。根据《高桩码头设计与施工规范》 中关于桩轴向刚性系数的计算公式,给出了不同情况下轴向弹簧刚度系数大小以及施加位置的计算方法。该方法能满足嵌 固点法和m法计算模式下桩基计算模型的轴向刚度相同且与规范规定一致。结合该方法,分别采用嵌固点法和m法建立某高 桩码头工程实例的空间有限元模型。计算结果对比表明：桩身轴力、桩顶弯矩、上部结构各构件的内力均十分接近,验证 了该方法的合理可行性,可为高桩码头结构计算提供参考。     

双层土水平受荷超长桩承载性状数值模拟

利用有限元软件ANSYS对双层土中超长桩水平承载性能进行模拟,得到桩土相互作用下土抗力及超长桩桩身弯矩及侧移。分析桩侧竖向摩阻力、环向摩阻力和法向土抗力沿桩身的分布和对承载力的贡献以及超长桩水平承载性状随荷载、土层相对模量比、桩长径比的变化规律。结果表明:桩侧竖向摩阻力、环向摩阻力、法向土反力沿桩环向呈不同的曲线分布规律,沿深度呈递减趋势,桩顶最大;在不同分层情况下桩身弯矩和侧移量随着土层弹性模量比的增大而减小;水平受荷超长桩存在有效长度和最优长径比;沿桩身存在反弯点和位移零点。     

圆桩等效嵌固点深度研究

规范的桩基结构等效嵌固点深度计算公式中存在一个范围参数η,其取值不同会导致计算结果相差数米,从而极大影响上部结构的计算.对工程中常用的PHC桩、钢管桩、灌注桩进行有限元分析,计算出单桩桩顶水平位移,根据材料力学基本假设,推导出梁端自由及梁端转动被约束的悬臂梁挠度曲线方程,并据此求出各种桩型的等效嵌固点深度.结合规范公式,给出η值推荐值及等效嵌固点深度计算的注意事项.研究成果可为桩基结构计算提供参考.     

NL法在高桩梁板式码头横向排架计算中的应用

在高校梁板式码头横向排架的计算中，用NL法代替m来考滤桩土的相互作用，并编制了计算程序。分析表明：NL法比m法更能真实反映桩土相互作用的非线性，计算结果更符合工程实际。     

高桩码头结构内力计算方法的探讨

高桩码头结构位移产生的桩弯矩采用嵌固点法,由于嵌固点法对位移作用下计算的内力误差较大,因此计算位移产生的桩弯矩不宜采用嵌固点法,故本文提出码头结构内力计算方法,考虑了桩顶的连接情况、桩的泥上高度、桩身柔性、桩基布置等因素。得出以下结论:(1)直桩与叉桩受桩顶水平变位影响不大,但叉桩会产生轴力;桩顶刚接时产生弯矩、剪力值大于桩顶铰接。(2)在纵向水平力作用下,近似将所有基桩的桩顶合成为一个水平刚度,可减小单桩承载力,其值约为原承载力的1/20。本文所提出的计算方法能考虑桩顶的连接情况、桩的泥上高度、桩身柔性、桩基布置等因素,可为设计确定分段长度的计算方法,同时研究温差与纵向荷载作用下结构的内力与变形计算问题,具有很好的推广应用价值,并可为今后修订高桩码头设计规范时补充纵向计算内容提供参考。     

水平荷载作用下的大口径嵌岩桩嵌固特性研究

水平荷载作用下嵌岩桩变形与桩体嵌固特性有关。室内模拟试验表明，实际工程中嵌岩桩的嵌固形式介于铰接与刚接之间。醉育桩体嵌入段的剪力与弯矩的深入研究及实例计算发现，剪力对嵌固形式影响弱小，但弯矩影响较大；并得出结论：桩体嵌固特性决定于嵌入段的桩体弯矩，、嵌入直径及嵌入深度。