不同作用力下高桩码头叉桩受力分析

高桩码头结构的复杂性、桩体与土相互作用的非线性以及外力的多样性,使得桩体受力相当复杂。文章探讨了桩土相互作用的数值模拟方法,采用ANSYS有限元软件,建立了高桩码头桩体与土相互作用的数值计算模型,并结合正交化试验,进行了不同荷载下码头结构受力的仿真计算,并通过数理统计分析,得到了叉桩桩顶受力随荷载改变的变化规律以及叉桩桩顶受力的极限情况,为分析高桩码头叉桩破损原因提供了参考依据。     

考虑桩土相互作用高桩码头单桩地震反应

本文以唐山地震时天津地区港口高桩码头实际震害为背景，采用Ｎｏｖａｋ模型，研究桩土动力相互作用对码头单桩地震反应的影响；采用Ｐｏｕｌｏｓ差分法，考虑桩土静力相互作用，研究在地震引起岸坡永久变形作用下，码头单桩的地震反应；综合考虑桩土动、静力要互作用，研究单桩地震反应的各影响因素，分析桩的不同破坏形式茅坑同桩码头抗震提出建议。     

遮帘板桩式接岸结构桩土相互作用分析*

结合某工程,对遮帘板桩式接岸结构桩土相互作用进行数值分析,研究了桩土相关计算参数对桩土作用的影响。由于遮帘桩的存在,在受到后方土压力时,遮帘桩桩间土压力向两侧遮帘桩传递,这样减小了前排桩承受的土压力,产生土拱效应,提高了接岸结构的承载力。土的粘聚力与内摩擦角对桩土相互作用影响较大,随着粘聚力与内摩擦角的增加,遮帘桩荷载承担比均有所增加,最后都趋于稳定值,当粘聚力达到一定值时,内摩擦角对桩土相互作用影响较小。遮帘桩间距及遮帘桩与前板桩间距对桩土作用影响较大,只有综合考虑,才能优化码头设计。土的弹性模量、泊松比、桩土摩擦系数对桩土相互作用影响较小,在设计时可作次要因素考虑。     

高桩码头叉桩最不利受力工况分析

高桩码头结构的复杂性以及桩体与土相互作用的非线性,使得桩体受力相当复杂。文章分析了影响高桩码头叉桩受力的各种因素,通过建立ANSYS有限元模型计算各种工况下叉桩桩顶受力情况,得到了叉桩的破损机理,并结合各外力因素对叉桩不利受力进行敏感度分析,得到了叉桩受力的最不利工况组合和最敏感外力因素,对认识高桩码头叉桩破损的原因具有参考价值。     

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。     

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。     

碎石桩复合地基受力性状分析

针对湖北天门某碎石桩复合地基进行了多种形式的现场试验,找出了粘性土地基中桩土受力分布规律.     

采用ANSYS分析斜顶桩驳岸结构的桩土相互作用

斜顶桩板桩驳岸结构是一种深水高桩码头接岸结构型式,驳岸结构与填土相互作用是一个被动桩与土相互作用问题。某深水港采用了斜顶桩驳岸结构,码头区为软土地基,土体的强度低、压缩性大,后方填土将作用于驳岸结构较大的土压力,其变形过程相当复杂。文章探讨了桩土相互作用的数值模拟方法,采用ANSYS有限元软件建立了驳岸结构与土相互作用的数值计算模型,并进行了填土过程的仿真分析,将侧向位移计算结果与原型观测值进行比较分析,在数值上和变化趋势上基本相似。     

湿陷性土引起的单桩负摩阻力理论预测模型

利用Randolph的桩土相互作用模型，建立了单层和多层湿陷性土引起的单桩桩周负摩阻力的预测模型，推导了单桩负摩阻力的预测公式。利用此公式，只需知道土体的剪切模量和静载荷试桩桩顶的沉降，便可以方便地对湿陷性土引起的单桩负摩阻力的分布进行预测。     

波浪作用下考虑桩土相互作用的桩柱响应*

以一离岸深水桩柱为例,依据JTJ 2132—1998《海港水文规范》的环境条件和环境荷载规范,对桩柱进行有限元离散。在海洋深水环境条件下考虑流固耦合效应,计算了在海洋极端规则波以及不规则波条件下桩柱的运动响应;为了进一步研究分析泥面以下土体对桩柱运动响应的影响,对比分析了在考虑桩土耦合相互作用下桩柱的响应与基岩面固结解下的响应;考虑到海洋地基为两相饱和土介质,对比了在不同简化阻抗处理下的运动响应结果。结果表明,桩土耦合相互作用对于波浪尤其是不规则波作用下的桩柱响应有很大影响,简化阻抗下的运动响应相比两相饱和地基阻抗处理论误差在10%左右,考虑桩土耦合效应对于工程设计具有指导意义和实用价值。     

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。     

海岸软土地基桩-土相互作用的数值模拟及应用

桩基础是高桩码头整体结构受力的关键。通过建立桩-土的理论受力模型,对桩体、土体及其相互作用进行理论分析,采用傅里叶级数收敛法对对称的模型进行求逆简化,为计算机求解给定方向。在ANSYS有限元分析软件中通过APDL语言对桩-土相互作用模型进行编程化建模和加载,计算后得出桩体、土体的整体变形规律和桩侧摩阻随桩深的变化规律,将模型计算结果与现有的试验结论进行分析对比。结果表明:傅里叶级数收敛法在对称模型刚度矩阵求逆过程中可以将许多元素变为零,以增加计算机的计算效率;桩体、土体的整体位移在不同荷载作用下发生微小差异,桩土摩擦阻力呈分段线性分布,其中在入土深度32 m处应力达到最大值,在工程中应对该处布置更多纵向持力钢筋。     

P-Y曲线法模拟桩土相互作用

当前模拟桩土相互作用主要有m法、嵌固点法以及P-Y曲线法。文介绍P-Y曲线法模拟桩土相互作用在工程中的应用,并将其与m法及嵌固点法进行对比,证实P-Y曲线法的可行性。     

高桩码头叉桩修复及加固技术研究

采用ANSYS有限元建立了高桩码头结构及桩与土相互作用的数值计算模型,对加大桩帽法、局部外包桩体法进行了数值仿真计算,得到了以上2种加固方案下叉桩的受力变化规律;结合加固效果,推荐采用局部外包桩体法为加固方案,并确定了其最优外包尺寸。     

深水高桩码头不同驳岸结构的变形特征分析

离岸深水港后方陆域连接需要进行高填土,驳岸可采用斜顶桩结构.驳岸采用非线性平面有限元方法,分析高填土施工过程中3种不同斜顶桩驳岸结构受力变形特性,研究高填土作用下结构与土的相互作用.通过对承台侧向位移变化过程和桩身轴力的分析,比较不同斜顶桩驳岸结构的特点.计算结果表明,结构受力变形特性随施工过程而变化,不同斜项桩结构的变形特性不同,板桩、支撑桩的受力特性与结构形式有关.研究结果可为深水港的结构选型和设计提供参考.     

接触面单元对单桩位移应力的影响分析

在用有限元法分析桩土相互作用的研究中,采用不同的接触面单元得到的结果必然不同。通过分别引入Goodman单元和Desai单元进行单桩有限元分析,研究接触面单元对桩土接触面力学特性及单桩位移应力的影响。分析认为:在桩顶荷载较小时两者的桩土接触面力学特性以及单桩的位移应力差别很小;桩顶荷载较大时,采用Goodman单元计算所得的桩顶沉降小,接触面剪应力大,轴力沿桩身递减快,桩端阻力和沉降都较小,单桩的竖向抗压极限承载力较大。     

横向土压力对板桩主动土压力区内桩列的内力影响及桩列的内力计算

在斜顶桩铜管板桩结构中，准确计算位于板桩后主动土压力区内的支撑桩内力，对准确确定工程造价和确保工程质量是必要的。分析横向土压力对位于板桩后主动土压力区内桩列的内力影响，对桩列的内力计算进行探讨。     

静压桩沉桩过程的数值分析

考虑了沉桩过程桩周土的挤土效应，根据实测的土体参数，用柱形孔扩张对沉桩模型试验进行了分析。分析结果与模型试验结果较吻合。计算结果表明，分析沉桩引起的应力和位移时，应考虑桩周土的挤土效应及桩周摩擦力影响。     

基于接触问题的桩土相互作用机理

采用子结构凝聚自由度法推导出桩土接触问题的非线性有限元平衡方程,引入接触问题的约束条件,并通过增广拉格朗日乘子法对约束条件进行处理,得到数值计算的迭代格式,进而对桩土相互作用进行非线性数值计算,结果表 明：数值计算结果与实测结果吻合较好,接触问题的引入可以合理地解释桩土相互作用的机理问题。     

桩土相互作用阻尼系数试验结果与其他结果的对比

当前如何考虑桩土之间的相互作用并将其定量化是限制基桩缺陷定量分析方法准确性的重要因素。低应变条件下将土对桩的作用以粘滞阻尼器考虑,通过桩土相互作用试验测定桩顶速度响应并结合理论分析结果确定桩侧土在不同状态下的桩土相互作用阻尼系数。在现有的一些研究中也有一些其他确定阻尼系数的方法,例如经过动力平衡分析得到桩侧土单位长度阻尼系数的理论表达式,实际测定表达式中各个参数即可确定相应阻尼系数;也有通过多次动静对比试验得到的阻尼系数经验值。由于各个阻尼系数定义并不相同,参考试验时的实际情况确定各个参数,进而将不同定义的阻尼系数转化为同一量纲,分析了不同阻尼系数的差距,发现通过多次动静对比试验得到的Case阻尼系数由于是在大应变情况下得到的,相对桩土相互作用试验得到的阻尼系数有较大差距,应用于低应变分析并不合适。而理论推导得到的阻尼系数相对试验结果虽然并不一致,但是他们之间存在一定的相关性,进而经过拟合分析发现两者之间的比值可以表示为剪切波速的函数。