水平荷载下桥梁基桩设计计算及工程应用

从水平荷载作用下桥梁基桩的破坏模式入手,着重分析不同类型桩在水平荷载作用下的承载特性及变形破坏机理.根据水平荷载作用下桥梁基桩的受力特性,建立了双层地基中基桩内力与位移分析的计算模型,并通过幂级数法对其进行求解.通过某工程实例对其中的桥梁基桩进行计算分析.以期为类似工程的设计与施工提供参考.     

某桥梁工程基桩在竖向荷载作用下桩身应力分析

以某工程试验桩为例,对基桩施加竖向荷载,通过在桩身埋设振弦式钢筋应力计,对试验桩桩身进行应力应变测试,可得到桩侧各土层的分层抗压摩阻力和桩端支撑力,反映出桩身各岩土层阻力的发挥程度。     

超固结土及其在冲击荷载作用下的性状

通过人工制备超固结土的方法研究超固土在三轴剪切作用和冲击荷载作用下的变表性状，指出超固结土再固结体应变与冲击孔压的关系仍可由正常固结土所得关系来唯一地加以描述．建立了超固结土排水抗剪强度与超固结比之间的相互关系。     

水平循环荷载作用下桩-土相互工作机理的研究现状

总结了国内外许多学者多年来对水平循环荷载下桩-土相互工作的机理分析和试验研究成果，及其理论的适用特点与受影响因素。同时给出了土体在动应力应变关系中一些弹塑性理论的新进展，提出了在该方面还有待于进一步探讨的问题。     

组合荷载作用下斜坡桩基水平承载特性研究

斜坡桩由于斜坡的存在承载力与平地桩有较大的不同, 现阶段设计中一般通过设计人员经验进行承载力折减, 不能准确体现斜坡桩的实际承载力。 为明确折减方法, 通过一系列的数值模拟来研究水平力及弯矩组合作用下的斜坡桩基水平极限承载力特性。 具体考虑了弯矩、 坡度、 竖向力三个因素对斜坡桩基水平承载力的影响。 研究结果表明： 随着弯矩的增大, 桩基水平极限承载力显著下降后会维持平稳, 不同坡度下, 弯矩对水平极限承载力的相对折减值接近, 可用公式拟合; 随着坡度的增大, 桩基水平极限承载力的下降趋势在不同弯矩下趋同, 为线性下降, 可拟合后供实际使用; 竖向力对桩基水平极限承载力起有利作用, 坡度越大有利作用越大, 但均不显著; 土体性质影响斜坡桩基水平极限承载力, 但土体性质对水平极限承载力相对折减值影响较小。 总体来说, 坡度及弯矩对桩基水平承载特性影响最大, 竖向力及坡度影响较小。 设计时通过坡度及弯矩对平地桩水平极限承载力进行折减可得组合受荷斜坡桩的水平极限承载力。     

水平循环荷载下桩土共同作用的试验研究

以室内模型试验为主要手段,探讨了水平循环荷载的加载频率、循环次数对砂土中桩的工作性状的影响,给出了利用静载桩水平地基反力系数来确定水平循环荷载下桩的水平地基反力系数的计算模式。     

非均布移动荷载作用下黏弹性沥青路面动力响应分析

基于实测非均布车辆荷载移动特性,采用Witczak黏弹性模型动态剪切模量,建立了非均布移动荷载作用下沥青路面结构瞬态动力分析的三维有限层模型,通过3D-MOVE Analysis软件分析不同路面温度、不同车辆行驶速度下沥青路面动力响应的时程变化和横向分布规律,并与均布移动荷载的计算结果进行比较。结果表明:路面结构层动力响应具有交变特性;基层与土基应变恢复具有滞后现象;面层顶面出现应力应变集中现象;在双轮加载区域内路面动力响应横向分布具有非对称性,各动力响应峰值出现在不同横向位置上;与均布移动荷载比较,非均布移动荷载作用下的动力响应沿横向变化较小;随着车辆行驶速度的增加,面层底部动力响应先减小后增大,有一个峰值点,临界速度约为48 km/h;当路面温度由-10℃升高至50℃时,面层底部纵向、横向应变突变幅度分布分别增加了2.75,1.53倍,面层底部剪应力显著增加,且高温下面层底部剪应力容易出现应力集中现象。     

倾斜荷载下基桩P-Δ效应等效剪力有限元迭代法研究

假定桩身位移为三次幂函数,结合倾斜偏心荷载下单桩受力微分方程确定的桩身弯矩、剪力与桩身水平位移关系,在此基础上引入等效剪力增量概念,提出了基桩P-Δ效应的等效剪力有限元迭代法,相应编制了Matlab分析程序,并结合算例对成层地基中倾斜偏心荷载、桩自重、水平分布荷载、竖向分布荷载和竖向荷载综合作用下基桩内力位移进行了分析。结果表明:等效剪力有限元迭代法用于倾斜荷载下基桩P-Δ效应计算分析是有效的;当墩身较高时,墩身倾斜、墩顶偏心弯矩、水平力等对基桩产生的P-Δ效应显著。     

水平荷载作用下交错桁架结构的简化计算

提出了交错桁架体系在水平荷载作用下的简化计算模型，并给出了在水平均布荷载作用下的内力和侧移的计算方法和算例。算例表明，方法简易可行，概念清晰，并具有足够的精度。     

竖向荷载下超大群桩受力变形分析

根据模型试验研究结果，分析了在竖向荷载作用下超大群桩基础的荷载传递特点、群桩的承载性关和桩侧摩阻力的发挥特性。试验结果表明。在本试验条件下，荷载在桩间的分配，最终以中心部分桩受到的荷载量大；桩身下部轴力明显小于上部轴力；随荷载的增加，桩身侧摩阻力由下部先行发挥并逐步向上发展。     

海洋环境中复合桩基水平方向波浪荷载研究

为研究承台淹没深度及波浪入射角对桩-承台复合基础水平方向波浪荷载的影响,以平潭海峡公铁两用大桥某复合基础为研究对象,通过求解RANS方程（Reynolds-averaged Navier-Stokes equation）和k-ε湍流模型,借助FLOW-3D软件建立了波浪与复合基础相互作用的三维数值模型.研究了承台淹没深度及波浪入射角对复合基础水平方向波浪荷载的影响,并给出了不同波浪入射角下复合基础水平方向波浪荷载幅值随承台淹没深度的变化曲线.研究结果表明:承台位于波峰与波谷之间时,复合基础所受波浪荷载较大,承台淹没深度为1倍承台高度时波浪荷载达到峰值;当波浪入射角定义为承台长轴线与波浪传播方向之间夹角时,复合基础所受波浪荷载随着波浪入射角增大,当波浪入射角达到90°时,波浪荷载最大,其值约为波浪入射角为0°时的1.4倍左右.      

地表荷载作用下桩体结构的有限元分析

基于大面积地面堆载作用下桩-土结构应力及变位的计算原理．将有限元通用软件ANSYS应用于地面堆载作用下桩-土结构分析中,进行二维有限元实体模拟,分析桩长L、桩径d、桩体模量耳、土体模量E0、桩-土模量比Ep／E0,以及地面堆载的宽度b、大小p对桩承载性状的影响规律,可为地面堆载作用下的桩-土结构分析提供参考。     

超长桩荷载传递机理及有效桩长研究

以双曲线模型作为传递函数,应用荷载传递法对超长桩的荷载传递机理及有效桩长进行了研究,描述了桩身轴力、桩侧摩阻力的分布及发展规律,讨论了桩身弹性模量、外摩擦角、材料性质参数k1和容许沉降量等4种因素对有效桩长的影响.其结论对超长桩的理论研究及工程应用具有一定的指导意义.     

路堤荷载作用下高强度桩复合地基土中的应力

为掌握高强度桩复合地基的荷载传递特性,基于桩土分离的建模原则,采用Mindlin和Boussinesq联合求解法,对路堤作用下地基土中的应力进行了计算,并通过工程实例重点讨论了路堤中心附近地基中桩土应力的分布规律.结果表明:地基加固范围内,桩间土应力沿深度呈"蜂腰"形分布,与实测曲线一致;桩体应力明显大于桩间土应力,表明地基加固区的桩土荷载分担效应显著;下卧层中应力分布与Boussinesq解差别不大,表明在路堤荷载作用下,摩擦型高强度桩复合地基高应力区下移现象不明显.     

压弯荷载作用下圆截面混凝土桩的损伤分析

运用Lem aitre损伤规律对土木工程中使用的混凝土圆截面桩受压弯荷载下进行损伤分析,推导了无量纲轴向力和无量纲弯矩的表达式,计算了不同失效应变对应的弯矩规律,以及不同失效应变和中性轴的无量纲位移之间的关系。分析结果可作为估算实际工程中混凝土圆截面桩抗弯承载力的参考依据。