基于神经网络的混凝土预制桩单桩竖向极限承载力参数分析

应用BP神经网络，对混凝土预制桩单桩竖向极限承载力进行预测，并分析了各种参数对单桩竖向极限承载力的影响。通过影响因素分析，确定了桩径、桩长、入土深度、桩侧摩阻力加权平均值、桩端阻力平均值等参数对单桩竖向极限承载力有影响。对混凝土预制桩单桩静载试验资料进行分析和取样，将包含上述参数的样本与单桩竖向极限承载力形成数据对，采用三层神经网络进行训练，输入层为各参数，输出层为单桩竖向极限承载力，建立了混凝土预制桩单桩竖向极限承载力预测模型。研究表明，所建立的模型能够有效地预测混凝土预制桩单桩竖向极限承载力，通过参数分析，能够得出各参数对单桩竖向极限承载力的影响规律，从而确定比较合理的单桩设计参数。     

砂卵石层串珠状溶洞地质条件下大直径单桩水平静载试验及数值仿真分析

砂卵石和串珠溶洞地质条件下的桥梁桩基水平承载力和变形机理研究目前并不充分。为合理确定该地质条件下无铰拱桥桩基水平承载力，开展了现场水平静载试验，分析了该类地质条件下桩基水平承载力的合理值，为类似工程提供参考。并运用GTS有限元软件开展了数值模拟，建模以修正摩尔库伦模型模拟砂卵石层，并在桩土之间设置Goodman接触单元，在桩端设置桩端单元。同时假定串珠状溶洞为椭球状分布，为防止计算出现不收敛的情况，对空腔内部进行特殊处理，采用统一理论模拟钢护筒和筒内混凝土。在此基础上，分析了桩顶受荷时H-Y曲线和H-ΔY0/ΔH曲线，并将数值结果与实测结果进行了对比。结果表明，在合理运用本构模型和土工参数情况下，有限元数值仿真结果与现场试验结果吻合度较高，有限元软件可以作为确定这种特殊地质条件下桩基水平承载力的有力技术手段，为确定单桩水平承载力提供新思路。     

考虑桩土可透水边界单桩承载力时效性分析

基于有效应力原理,结合可透水条件下桩周土体超静孔隙水压力的消散规律,推导出了单桩极限承载力的理论计算公式。通过算例分析了桩土界面透水系数、桩土之间有效内摩擦角、固结系数对单桩极限承载力的影响规律。通过算例分析,得到以下结论:透水系数k越大,单桩极限承载力发挥得越快,透水系数只影响承载力的增长速度,对承载力的最终值没有影响;有效内摩擦角的变化改变了桩的最终承载力,当有效内摩擦角介于10°~20°之间时,桩的最终极限承载力增量变化较大;固结系数的大小决定着承载力初期的发挥速度,对桩极限承载力最终值的影响可以忽略。     

自平衡法静压荷载试验应用实践

通过分析传统桩基础荷载试验的缺点，引出一种可测得桩端阻力、桩侧土摩阻力及单桩极限承载力的静荷载试验新方法——自平衡法。介绍了自平衡法的测试原理、加载设备、测试数据分析等关键点。结合工程实例叙述了利用自平衡法结合其它测试元件确定桩侧土体摩阻力、桩端阻力及单桩极限承载力的全过程。     

黄土地区桥梁灌注桩承载力试验

依托吴定高速公路建设,对试验区土体开展物理力学性质试验,得出了试验区土样界限含水率、压缩系数及抗剪强度指标。通过桩基静载试验,得到了桩基的Q~s曲线、桩身轴力曲线和桩侧摩阻力分布曲线。试验结果表明,试验区旋挖桩孔灌注桩表现为比较典型的摩擦桩,且单桩的Q~s曲线表现为陡降型,最终确定单桩极限承载力为9000kN。研究结果可为依托工程桥梁桩基设计提供依据。     

大直径支盘桩承载特性的有限元分析

桥梁支盘桩具有大直径、大桩长等特点,为研究支盘大小对大直径支盘桩单桩轴向承载力的影响以及桩间距对单排桩承载力、沉降变形的影响,针对依托项目建立了MIDAS/GTS有限元数值模型,对不同支盘直径、桩间距等工况进行分析。结果表明:大直径支盘桩支盘直径宜大于2.5倍桩直径,桩间距宜大于2.5倍支盘直径。     

预应力管桩在连云港地区中小桥梁下部结构中的适用性研究

预应力管桩因其具有制作标准、承载力高、运输方便、施工快速等优点在房地产基础、路基工程中广泛应用,但作为中小桥梁下部结构在江苏省尚未广泛使用。本文通过连云港地区2个公路桥梁试验工点预应力管桩试桩工程展开单桩承载力时效性研究,同时开展孔隙水压力的监控和静力触探试验,得出：预应力管桩采用锤击法沉桩,经过28天休止期后单桩极限承载力与初始单桩极限承载力相比,平均可以提升80%-90%;孔隙水压力在沉桩过程中有明显上升趋势,但整体提升幅度不大;沉桩对砂土层影响较大,但整体上没有明显的挤土效应。预应力管桩可供类似工程条件下推广使用。     

大直径钻孔灌注桩承载能力的影响参数分析

大直径桩可以显著提高单桩承载力，在设计中的使用也比较灵活。文中应用大型有限元结构分析软件Ansys，利用轴对称单元，建立了桩土有限元模型；计算了大直径钻孔灌注桩的竖向极限承栽力；分析了大直径钻孔灌注桩承载能力的影响因素。     

摩擦型桩的轴向抗压承载力研究

根据大型钻孔灌注桩原位测试结果,分析了摩擦型桩的承载力工作机制,提出了在粘性土层中单桩的桩侧土层以及桩土接触面上,有效应力-排水状态占优的观点.根据这一观点,分析了桩侧粘性土应力水平对其极限侧摩阻力的影响.根据粘性土层的物理力学指标及物理状态指标间的差异性,讨论了桩侧极限摩阻力规范取值方法中存在的问题.所陈述的观点,对今后摩擦型单桩的极限承载力分析计算及相关规范的修正具有参考价值.     

冻土桩基极限承载力试验方法

为提高冻土地区桩基极限承载力试验结果的准确性,以高温、高含冰量冻土桩基为例,利用室内冻土桩基模型试验开展了不同加载方式下冻土桩基极限承载力的研究,各加载方式分别为现行规范中已在采用的快速维持荷载法、慢速维持荷载法及稳定维持荷载法这一新方法。提出充分考虑冻土流变性的S-P-T曲面,相对传统的以S-P曲线为基础判断桩基极限承载力的方法,当考虑桩土流变效应时,宜考虑时间效应而采用S-P-T曲线来确定冻土桩基的极限承载力,以此为基础,提出了在不同加载方式下确定极限承载力时桩基破坏的新形式判断准则,并对各种加载方式下冻土桩基的极限承载力进行了分析。结果表明:桩土流变效应能够有效地影响桩基的承载力,现有规范中的快速维持荷载法和慢速维持荷载法由于没能考虑或充分考虑桩土流变效应,导致所得出的桩基极限承载力均不同程度地偏大;为了克服上述不足,建议用修正系数使现有冻土地区桩基承载力检测规范满足桩土流变效应。     

冻土桩基极限承载力试验方法（双语出版）

为提高冻土地区桩基极限承载力试验结果的准确性,以高温、高含冰量冻土桩基为例,利用室内冻土桩基模型试验开展了不同加载方式下冻土桩基极限承载力的研究,各加载方式分别为现行规范中已在采用的快速维持荷载法、慢速维持荷载法及稳定维持荷载法这一新方法。提出充分考虑冻土流变性的S-P-T曲面,相对传统的以S-P曲线为基础判断桩基极限承载力的方法,当考虑桩土流变效应时,宜考虑时间效应而采用S-P-T曲线来确定冻土桩基的极限承载力,以此为基础,提出了在不同加载方式下确定极限承载力时桩基破坏的新形式判断准则,并对各种加载方式下冻土桩基的极限承载力进行了分析。结果表明：桩土流变效应能够有效地影响桩基的承载力,现有规范中的快速维持荷载法和慢速维持荷载法由于没能考虑或充分考虑桩土流变效应,导致所得出的桩基极限承载力均不同程度地偏大;为了克服上述不足,建议用修正系数使现有冻土地区桩基承载力检测规范满足桩土流变效应。     

静力触探工作原理及其在上海软土地区工程勘察中的应用

概述了当前国内外静力触探测试技术的发展历程,探讨了静力触探的工作原理及其划分情况;通过土层划分、土类定名、确定单桩极限承载力及地基承载力、进行地基土液化情况判别以及测试地基土物理力学参数指标等,分析了上海软土地区采用静力触探测试技术在勘察中的应用依据。     

含溶洞地基变截面桩承载机理与设计方法研究

通过分析含溶洞地基中变截面桩基荷载传递机理,认为变截面处承载力的取值是桩基设计中的关键问题。基于有限差分法分别建立不同岩石的单轴抗压及中部端承面模型,引入实际工程中的岩石参数开展对比计算分析,分析结果表明,桩基中部端承面极限承载力高于单轴抗压强度,可以沿用规范中的桩端岩石承载力计算公式确定。最后,对桥梁规范中嵌岩桩极限承载力计算公式进行修正,结合张花(张家界—花垣)高速公路某标段工程地质资料对常规桩基和变截面桩的极限承载力进行对比计算,由计算结果可知,当桩基下伏持力岩层性状不良时,变截面桩可以有效提高单桩承载力。     

静力触探工作原理及在上海软土地区工程勘察中的应用

概述了当前国内外静力触探测试技术的发展历程,探讨了静力触探的工作原理及其划分情况;通过土层划分、土类定名、确定单桩极限承载力及地基承载力、进行地基土液化情况判别以及测试地基土物理力学参数指标等,分析了上海软土地区采用静力触探测试技术在勘察中的应用依据.     

用三维有限元法对超长单桩承载性能的研究

为了研究超长单桩与普通单桩承载性能的异同,基于有限元-荷载传递联合法,利用通用有限元软件ABAQUS,对均匀土中超长单桩的承载性状进行了分析研究。具体分析了桩长、桩径对超长大直径桩承载性能的影响,桩长越长,单桩极限承载力越高,同样荷载条件下桩顶位移越小,但这种提高的趋势变缓;桩径越大,相应桩的极限承载力越低;桩顶荷载位移曲线基本呈缓变型。桩身压缩量随桩长增加而增加,随荷载增加的变化基本上呈线性变化,但是桩长越长,这种变化表现出非线性,即桩身压缩量随桩顶荷载增加的趋势变大。     

黄土地区不同成孔方式桥梁灌注桩动静载对比试验研究

高应变法检测广泛应用于建筑桩基承载力检测,测试过程中参数取值不同,高应变结果有着不同的表现。例如土的弹限、土的阻尼系数,以及土的最大静阻力等。结合吴定高速公路三根桩基静载荷试验以及高应变试验,给出黄土地区桥梁灌注桩不同土层桩侧及桩端弹限值,采用波形拟合法处理高应变数据,得出桩基极限承载力,并与静载试验比较分析了桩侧阻力及桩端阻力分布规律。论文研究成果为黄土地区桥梁灌注桩动载荷试验提供参数依据。     

高速铁路桥梁桩基极限承载力预测研究

利用高速铁路桥梁单桩竖向静载试验数据,应用灰色理论建立GM(1,1)模型,在此基础上编制预测程序FPS预测桩基极限承载力。对比分析实测值和预测值,二者吻合较好,验证了GM(1,1)模型进行桩基极限承载力预测有较好的精度和实用性。GM(1,1)模型可作为预测高速铁路桥梁桩基极限承载力的可行方法。     

基于非线性规划法的单桩受扭研究

为获得扭矩作用下基桩内力及扭转变形,假定桩为弹性梁,采用非线性土弹簧模拟桩土间的相互作用,建立了单桩受扭的简化计算模型。通过将桩身离散成若干单元,计算得到桩土体系的总能量计算式,考虑桩身力平衡和扭转位移连续条件,基于最小势能原理,建立了用于受扭单桩变形计算的非线性规划模型,并采用最优化计算方法求解该计算模型,获得了单桩的扭转变形。通过在双层地基模型中的受扭计算分析,验证了该方法在层状地基中的适用性。结果表明:桩的抗扭刚度约与桩周土剪切模量的0.5次方成正比例关系;其次,顶层土的剪切模量对桩身的抗扭性能影响较大,通过提高这部分地基土的剪切模量来提升桩的抗扭能力,是实际工程可以采取的经济且有效的手段。基于一模型试验,用MATLAB编制了计算程序,完成了影响因素分析。结果表明:在相同的扭转荷载下,增大桩身剪切模量G_P和桩径d,桩头的扭转角减小,但提高G_P并不能有效提高桩土体系在扭矩作用下的极限承载力;而桩径d越大,桩土体系所能承受的极限扭矩越大,且极限扭矩值的变化率约与桩径的变化率的平方成比例关系;此外,受扭桩的极限承载力的大小与桩侧土极限剪应力B成正比例关系。     

夯扩挤密桩改良强湿陷性黄土地基试验研究

依据黄土地区公路地基湿陷性改良需要,制定了素土与石灰土夯扩挤密桩现场试验方案。通过现场原位测试,分析了素土与石灰土夯扩挤密桩的单桩强度、桩间土挤密效果、桩土应力比、桩土复合模量与复合地基承载力等。结果表明:素土桩的单桩承载力特征值为650kPa,桩土应力比为2.5,复合地基的承载力能够达到350kPa;灰土桩的单桩承载力的特征值为1 500kPa,桩土应力比为3.8,复合地基的承载力能够达到450kPa。     

粉土中预应力管桩的承载力时效性试验研究

通过系列载荷试验,该文研究了粉土中预应力管桩的单桩极限承载力的变化规律及时间效应,采用现场标准贯入试验,分析了粉土中预应力管桩的土塞特性、不同沉桩方式对桩周土力学性能的影响,得到了一些有益的结论。