饱和砂土振动液化过程中桩的响应数值模拟

首先通过桩土相互作用的振动台模型试验模拟饱和砂土的振动液化过程,并实测桩身应变等数据,为数值计算提供可供比较的试验数据;其次依据饱和弱化土层p-y关系,利用拟静力计算方法,应用温克尔地基梁模型数值模拟饱和砂土振动液化过程中桩身弯矩。通过拟静力计算结果和试验结果的对比分析,认为当桩顶惯性力的折减系数为0.6时,数值模拟结果成立。     

可液化倾斜场地端承单桩地震响应三维数值模拟

可液化倾斜场地桩基动力响应是国内外岩土抗震工程领域关注的重要问题.文中在振动台试验的基础上,将液化土层视为非牛顿流体,利用流固耦合方法进行了可液化倾斜场地桩-土-结构相互作用的三维数值计算,与试验结果进行对比,并分析了端承单桩在长径比、桩顶惯性力、端部嵌固条件影响因素下的动态响应特征.结果表明:基于流固耦合方法的数值计算与振动台试验结果一致,能真实再现振动台试验结果;桩长径比不同、桩顶是否附加质量块、桩端是否固定都能够明显影响桩基的动力反应;场地液化具有显著的滤波减震作用,地震波从底部非液化层传递至液化层,液化土中的加速度衰减更快.     

振冲碎石桩与CFG桩组合桩型复合地基试验研究

振冲碎石桩主要加固浅层地基,与桩间土构成复合地基,使地基承载力提高、变形减少,并可消除砂土层的液化;CFG桩布置在4根碎石桩的形心,桩端置于相对硬层,对复合地基的承载力和变形起控制作用。对某工程试验区振冲碎石桩与CFG桩组合桩型复合地基加固前后静力触探、动力触探和静载荷试验等进行研究,结果表明组合桩型复合地基中的碎石桩较大程度地提高了CFG桩的单桩承载力和地基承载力,桩距越小,加固效果越好。     

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。     

基于p-y曲线法对可伸缩桩侧向承载力的研究

本文提出一种适用于浅水域平台的新型定位装置,具体来说,是在平台上布置一定数量的可伸缩桩来插入海床以抵抗平台受到的外部载荷。本文主要基于有限元方法,通过Abaqus软件对该定位装置的可伸缩桩的侧向承载能力进行数值计算研究。分别用三维有限元法和p-y曲线法分析桩的位移响应,验证了p-y曲线法的准确性。比较3-4-5-6 m可伸缩桩与3 m和4 m桩径均匀桩的侧向承载力,结果显示3-4-5-6 m可伸缩桩承载力与4 m桩径均匀桩相近。通过模型试验获得平台的水平方向水动力载荷并分析可伸缩桩的动力响应。本文通过数值计算得出该新型定位装置的可伸缩桩侧向承载力表现较好,该定位装置值得进一步研究并考虑用于工程应用中。     

大直径钻孔灌注摩擦桩的静承载特性

本文依据4个工程进行的6根直径为1．0m、长度为59～70m的钻孔灌注摩擦桩的静载试验,对大直径钻孔灌注摩擦桩荷载的传递机理、荷载—沉降量曲线、桩身轴心压力沿深度的分布规律、桩侧摩阻力与桩土相对位移关系以及桩蛸反力等进行了计算分析,给出了主要土层的桩侧摩阻力与桩土相对位移关系曲线,提出了考虑桩土相对位移影响的大直径钻孔灌注摩擦桩极限承载力计算建议。     

考虑桩土相互作用的高桩梁板式码头pushover加载模式研究

通过对某梁板式高桩码头实例进行建模分析,采用p-y曲线法考虑桩土相互作用,研究不同加载模式对高桩码头pushover分析的影响。分析对比5种加载模式的受力、位移变化等特性,并与时程法计算结果进行对比。结果表明,桩基屈服顺序主要受到桩的斜度和倾斜方向的影响,均匀分布加载模式反映了结构弹塑性阶段的上限。对时程法计算结果综合分析表明,集中力加载模式和SRSS模式与时程分析结果符合较好。     

地震作用下深水高桩码头动水压力特性研究

随着一些国家高桩码头建设走向强震区和深水区,地震作用下动水压力对深水高桩码头动力性能的影响成为亟待研究的课题。然而,世界各国针对考虑动水压力的深水高桩码头的地震动力响应研究很少,缺乏适用于强震区深水高桩码头的动水压力计算方法。基于附加质量理论,采用p-y曲线法模拟桩土相互作用,通过简化的Morison动水力计算式,研究深水高桩码头结构地震作用下,考虑动水压力和不考虑动水压力时深水高桩码头各项动力性能指标差异。研究结果表明:动水压力对结构的自振特性和结构动力特性影响较明显;强震区深水高桩码头抗震设计需要考虑动水压力对结构的影响。     

大水位差坚硬土层区的高桩码头设计

城陵矶外贸码头是目前长江中游最大水位差的高桩梁板式码头，水文与地质条件复杂，土层紧硬，在设计中，从整体，单体，空间，平面，动力，静力多种模型结合分析，提出了目前国内较大水位差地区斜桩斜度５：１的高桩梁板式码头结构方案和在坚硬土层条件下的锤击沉桩可行性等工程措施，突破了常规设计的局限。     

考虑桩土非线性作用的近海风机高桩平台地震响应分析

分别建立全斜桩承台与全直桩承台三维有限元模型,研究了地震荷载作用下桩基的动力响应。考虑了地震引起的水体惯性力对动力响应的影响,并通过引入p-y曲线修正系数考虑了桩基倾斜对桩轴垂向桩土作用的影响。结果表明,在单桩的情况下,地震动水压力对桩基的弯矩与位移存在明显的放大效应;不同单桩的位移反应峰值发生在同一时刻,倾斜方向与峰值时刻地震加速度方向一致的桩承载性能最优。对于带承台的群桩,地震动水压力的放大效应没有单桩时明显,各个方位斜桩以及直桩之间弯矩与位移差异较小;直桩的位移峰值大于斜桩,而斜桩弯矩均较直桩在泥面以下处有一定的减小,但在承台交界面处较直桩更大。     

桩端桩侧后注浆灌注桩竖向承载性能有限元分析

在现场试桩试验的基础上,考虑土体的小应变刚度,应用Plaxis程序中的小应变硬化土模型,对桩端桩侧联合后注浆灌注桩的竖向承载性能进行有限元分析。研究表明：有限元分析桩土作用时,应充分考虑土体的小应变刚度;灌注桩注浆后,桩土界面条件改善,桩侧摩阻力提高明显,相对位移减小;沉渣固化和桩端持力层强度的提高,使得桩端阻力明显增大并且发挥提前,可以在较小的桩端位移下发挥较大的桩端阻力,减少了桩体沉降量,提高了承载力,改善了灌注桩的承载性能。     

自平衡法荷载沉降曲线的数值模拟分析

从自平衡法和静载荷法的加载机理入手,分析了自平衡法荷载沉降曲线的特点,重点讨论了桩周土为粘性土时,自平衡法中上段桩体负摩擦转换成正摩擦时,转换系数K的合理取值范围。运用AN-SYS有限元软件,建立了三维空间有限元模型,考虑桩与桩周土相互作用接触面滑移特性,对自平衡法及静载荷法进行模拟计算及对比分析,得到桩周土为粘性土且转换系数K取值1.15～1.20时,2种方法的荷载沉降曲线较为吻合。     

软岩地层灌注桩抗压与抗拔承载性分析

纳米比亚油码头软岩地层无经验参数可取。根据1根抗压桩和1根压拔桩现场静载试验和应力测试结果,分析软岩地层中抗压桩和抗拔桩的侧阻和端阻,得出抗拔桩的上部砂土及粉土层中抗拔系数以及Q-s曲线呈缓变形的抗拔桩极限承载力取值。结果表明:上部砂土及粉土层中抗压桩的桩侧摩阻力充分发挥所需桩土相对位移为9~15 mm,单位侧摩阻力极限值可取30.1~48.1 k Pa;下部软岩侧摩阻力充分发挥所需的桩土相对位移大于40 mm;对2根桩的抗压过程,在最大加载条件下,实测桩端阻力分别为桩顶荷载的22.3%、27.3%,表现为摩擦型桩。采用双曲线模型预测抗拔桩极限承载力为4 896.7 k N。     

横向受载超长PHC管桩计算方法

通过对p-y曲线的主要影响因素进行分析,结合现场试桩资料,以规范推荐的p-y曲线计算方法为基础,选取合适的土的特性参数与强度指标,建立新的p-y曲线法,并与m法、NL法、规范p-y曲线法进行比较,结果表明桩身最大弯矩的计算值都与实测值比较接近,但桩顶位移各种算法相差很大,按新的p-y曲线法的计算值与实测值吻合程度最好。     

埕岛海域浅层粉土土质对桩基工程影响分析

为了分析研究埕岛海域浅层粉土土质对桩基工程的影响,建立模型进行试验,求取粉土地基独立桩基的p-y曲线和t-z曲线,并将试验得到的p-y曲线与目前海洋工程设计依据中国船级社《浅海固定平台建造与检验规范》使用的p-y曲线进行对比分析,发现原设计使用的p-y曲线较为保守,为下一步海洋工程优化设计提供技术数据。     

桥梁桩基承载力试验的综合分析

通过对一特大桥钻孔灌柱桩静载试验及完整性检测成果的综合分析,探讨实测桩周侧壁各地层极限摩阻力与工程地质勘测所得的极限摩阻力有较大差别的原因,分析了桩基施工工艺对钻孔摩擦桩极限承载力的影响,并对各地层极限摩阻力的取值提出建议。     

海上风电大直径单桩基础固有频率影响因素的数值分析

针对海上风电整机结构其低阶固有频率的控制问题,基于有限元分析技术开展小直径桩土相互作用的数值模拟分析,与试验结果、API规范计算结果进行对比,验证了数值模型的适用性,分析大直径单桩结构桩内土芯、冲刷深度、表层土置换措施对整机固有频率的影响,结果表明,基于有限元实体单元计算所得一、二阶整机固有频率要明显大于传统p-y方法计算结果;桩内土芯对一、二阶整机固有频率影响很小;在一定范围内,随着泥面冲刷深度的增加,一、二阶固有频率降低不明显,认为传统p-y方法对于大直径单桩的适用性有待研究;在实际工程设计中,桩内土芯的影响可忽略;对于大直径单桩,在一定范围内可以忽略冲刷的影响。     

水平荷载下单桩有限元模拟结合p-y曲线法分析

为了分析在水平荷载下单桩的横向响应问题,利用有限元程序ANSYS对桩土相互作用体系进行了三维有限元数值模拟,分析了土体是否考虑弹塑性、桩土之间是否考虑接触面等因素对单桩横向响应的影响。提出了有效模拟单桩横向响应的有限元模型;进一步提出了确定接触面刚度参数及p-y曲线地基反力系数修正接触面刚度参数的方法。最后进行了实例验证,得出了地基非线性因素的影响是不可忽略的重要结论,并有效提高了有限元模型的计算精度。     

倾斜荷载作用下高桩的非线性数值分析

现有的桩基设计计算较少考虑倾斜荷载耦合作用的影响,因而不能精确反映高桩桩身实际的工作情况。从Newmark弹簧支座的概念出发,结合p-y曲线法,提出了适用于有限杆单元法的非线性弹簧系数矩阵求解方法,并在此基础上考虑P-Δ效应,编制了相应的有限元程序。通过对工程实例的计算和比较,对模型的正确性和可行性进行了验证。同时,利用该方法计算分析了桩顶转角和P-Δ效应的影响程度。