主桩套板结构受力特性研究

主桩套板结构作为一种板桩墙结构形式,各构件受力情况较复杂。结合工程算例应用NL法进行水平承载力计算,并利用ABAQUS有限元分析软件建立3D桩土模型进行数值模拟,以验证理论方法的可靠性,发现主桩承担了绝大部分荷载,套板所受横向弯矩较竖向要大得多。基于ABAQUS研究不同套板尺寸下主桩的力学特性,着重分析当套板宽度、厚度和入土深度发生变化时主桩的弯矩变化,结果表明主桩的受力情况深受套板宽度的影响,其跨中最大弯矩随套板宽度的增加而明显增加,而套板厚度和入土深度对主桩的影响相对较小,在实际工程中可以根据需要做适当调整。     

主桩套板结构的简化计算与优化设计

作为一种板桩结构,主桩套板结构的计算理论和设计方法仍未明确。文章结合案例提出简化计算方法,推导主桩、套板入土深度与桩板宽度比的关系式,分别采用传统m法和考虑锚碇点位移的m法计算主桩内力,并与有限元结果对比。基于ABAQUS软件建立三维桩土模型,研究不同工况下结构的力学性能,分析主桩入土深度和刚度对套板内力的影响。结果表明,主桩套板结构的锚碇点位移不可忽略,且套板宽度越小、入土越深,主桩所需的入土深度越小;主桩入土深度对结构的整体稳定有影响,随主桩入土加深套板内力逐渐趋于稳定;主桩刚度的增大能够减小套板的受力,为节省材料套板可适当减薄。     

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。     

抗滑桩土拱效应的数值模拟

利用FLAC3D软件对抗滑桩后土体产生土拱效应的形成机理进行了三维数值模拟,解释了抗滑桩作为一种非连续支护结构却能对滑坡起到较好的支护作用的原因;文中通过分别改变土体的内摩擦角、黏聚力以及抗滑桩的桩间距,对比分析上述各变量的变化对土拱效应的影响。研究表明：土体的内摩擦角、黏聚力的变化与土拱效应成正相关,桩间距与土拱效应反相关,且当桩间距大于8倍桩径时桩间土拱效应基本消失,基于对这三个因素的研究,建议在c、φ值较大的土体中可以考虑设置桩径和桩间距均稍大一点的抗滑桩;反之亦然。     

砂-粘互层桩间土拱效应的数值分析

采用FLAC3D3．0软件,详细研究了全砂土、全粘土、砂-粘互层（包括“上砂下粘”和“上粘下砂”两种组合）中桩间土拱效应、应力、位移的变化规律,分析了土拱效应与应力、位移的相互作用,以及桩土荷载分担比与土拱效应的关系。研究结果表明,随距地表深度增大,土拱效应逐渐减弱,应力、位移减小;砂土中土拱效应明显强于粘性土;砂-粘互层中砂土应力、位移增大,土拱效应显著增强,粘性土中应力、位移减小,土拱效应减弱;粘性土中桩荷载分担比与土拱效应呈正相关,砂土中桩荷载分担比与土拱效应的关系取决于位移变化快慢。     

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。     

基于桩间距计算的梯形抗滑桩桩侧角取值

梯形断面竖向预应力锚索抗滑桩是治理水毁滑坡的一种新型抗滑桩结构,桩间土拱特征区别于常规抗滑桩,仍然利用传统抗滑桩土拱受力模型显然不合理。对桩间土拱的形成特征进行了分析,建立了梯形抗滑桩的计算模型,分别推导不同形式的桩间距计算公式,并通过工程应用对比各算法的桩间距;同时,基于桩间距计算的基础,分析桩侧角对桩间距的影响,界定桩侧角的设计取值范围,并探讨较佳角度的取值,为同类工程提供理论参考。     

钢管桩/AZ型钢板桩组合墙的受力性能分析

钢管桩/AZ型钢板桩组合墙是一种新型板桩结构，具有构造简单、抗弯刚度大、变形量小以及经济等优点，应用前景广阔，但在国内大型深水码头中尚无工程实例，有待于对组合墙的性能进行深入研究。以某板桩码头工程为例，采用竖向弹性地基梁法，同时考虑桩土作用的影响，对组合墙的受力性能进行了研究。结果显示：组合钢板桩相比普通钢板桩具有更大的抗弯刚度；由于水平土拱作用结构受力分配合理，具有良好的经济性；组合墙位移变形较小，水平位移满足使用要求。     

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。     

采用X形桩的遮帘式板桩码头结构静力分析

X形桩是一种反拱曲面异型桩,相比于同等截面积的矩形桩和圆形桩,X形桩具有更大的截面周长和惯性矩,受力性能更好。结合京唐港32#泊位遮帘式板桩码头结构,以X形桩代替传统的矩形桩,研究其对结构静力的影响。结果表明:相同桩间中心距时,以X形桩替代后可减小前墙弯矩;在同等桩间净距1.75 m下,两类模型的前墙最大弯矩基本相同。相同荷载作用下,前墙位移主要受桩间中心距影响,X形桩形状影响效应很小;锚碇墙水平位移受桩间中心距和遮帘桩形状的影响均很小。桩间中心距、净距与桩间土体土拱效应直接相关,对前墙弯矩、土压力、遮帘桩弯矩等有显著影响。桩间中心距为4.05 m或桩间净距为1.75 m时,结构内力改善效果较优,可采用该间距的X形桩替代矩形桩,节约工程造价。