轴向力对横向受力桩的影响

本文根据桩的足尺试验与用有限元法计算桩的内力和柱移的结果,分析了轴向力甘横向受力桩的影响,得出如下结论:轴向力对横向受力桩的内力和位移的影响都很小,在按现有规范设计横向受力桩时将其略去不计是可行的。      

轴向与横向力同时作用下柔性桩的分析

本文导得了按Winkler假设范围内轴向与横向力同时作用下等截面均质桩基挠曲的微分方程。给出了桩轴侧向位移、转角、弯矩及剪力的基本方程组的解。指出轴向力对柔性桩受力变形的影响程度是与桩身的压应变,桩身材料和土的弹性性质以及桩身横截面的几何形状和尺寸有关,并对桩顶为自由端时在横向集中力和集中弯矩作用下的柔性极,在不计轴向力的影响而按经典理论所得的解提出了一些重要的修正。     

整体式斜交连续梁桥抗震性能

采用SAP2000软件建立了某整体式斜交连续梁桥的三维有限元模型,通过非线性时程分析,研究了整体式斜交连续梁桥在地震作用下的受力特性及抗震性能,并探究了跨数、斜交角、台后土密实度和墩高等主要结构及基础参数对该类桥梁地震响应的影响。研究结果表明:整体式斜交连续梁桥中震害变形主要集中于桥台桩,桩顶截面在峰值加速度为0.4g的地震作用下形成塑性铰时,墩顶支座无破坏,且桥墩几乎无损伤;桥台桩位移及纵桥向弯矩的最大值均位于桩顶,而横桥向弯矩最大值可能位于桩顶或桩身反向弯矩峰值处;随着跨数的增加,整体式斜交连续梁桥的地震响应尤其是墩顶支座剪切应变及桥面转角明显增大,当跨数由单跨增加到4跨时,地震响应均增加了1倍以上,墩顶支座剪切应变甚至增加近2倍;随着斜交角的增加,桩顶纵桥向位移、桩顶截面屈服面函数值及中跨转角明显增大,斜交角为60°时,桩顶纵桥向位移增加了3倍以上,斜交角为45°时,墩顶支座剪切应变最大;随着台后土密实度的增加,各构件纵桥向位移响应与墩顶支座的纵向剪切变形降低,桥台桩、桥墩纵桥向位移及墩顶支座纵向剪切变形分别减小了12.9%、9.3%和9.5%;随着墩高的增加,墩顶位移明显增加,而支座剪切应变明显降低,但桩顶位移及桩顶截面屈服面函数值几乎不变;当墩高从4 m增大到9 m时,墩顶漂移率增大了42.1%,墩顶支座剪切应变减小了57.5%。      

路堤荷载下刚性桩复合地基沉降计算研究

在对路堤荷载下刚性桩复合地基桩土变形特点进行分析的基础上,针对前人桩间土位移模式存在的不足,提出了改进的位移模式;对桩体和土体进行受力分析,建立了路堤荷载下刚性桩沉降计算方法,该方法能同时考虑桩土相对滑移的因素和土体变形的非同步性;算例分析表明了该方法的合理性与可行性.     

深基坑单排桩支护结构受力分析

深基坑工程在开挖过程中荷载工况转换较快,有必要对支护结构受力进行理论分析,以掌握其可能破坏模式。以某明挖隧道深基坑工程为例,对单排桩支护结构进行受力分析,明确其最不利荷载工况,得到结构变形、横向支撑轴力、基坑影响范围周边地表沉降量。结果表明:进行深基坑单排桩支护结构受力分析,能够掌握支护结构变形及对周边地表的影响,为基坑支护结构安全监测提供有力的技术支撑。     

临近建筑物SMW工法基坑围护结构受力特性研究

根据天津滨海新区欧风国际商业步行街临近建筑物地下室基坑开挖工程,采用ABAQUS有限元软件研究了SMW工法基坑围护结构的受力特性,讨论了型钢与水泥相互作用对SMW工法桩受力特性的影响。结果表明:SMW工法桩顶水平位移值4.53mm,说明临近建筑物对SMW工法基坑围护结构影响较小;考虑水泥土刚度贡献,SMW工法桩水平位移值、剪力值、弯矩值均比现行规范理论计算值小25%~35%;型钢与水泥土相互作用对桩的受力与变形影响较大,随着型钢与水泥土相互作用减小,水泥土对型钢的黏结强度的变小,型钢的受力与变形均变大。     

软土堤岸预应力桩锚支护体系工程特性分析

江苏省连云港盐灌船闸下游软土堤岸航道支护工程采用预应力桩锚支护+ 支护体后侧粉喷桩局部加固的支护体系。采用数值分析法分析不同影响因素对支护体后侧粉喷桩局部加固后堤岸预应力桩锚支护体系变形受力特性的影响。基于现场试验数据,对有限元数值分析模型进行验证,探讨桩径、锚固深度、锚固力及桩体抗弯刚度等因素对桩身变形和弯矩分布规律的影响。结果表明:桩体嵌固深度的增加有效地控制了桩锚支护结构的水平位移和弯矩,随着锚索锚固力的增加,桩锚支护结构的水平位移减小,但弯矩增大;桩径和桩体抗弯刚度变化对支护结构的水平位移和弯矩的影响效果不明显。     

公路路基下穿高速铁路桥梁施工影响分析

以安徽省潜山市某公路路基下穿安九(安庆— 九江)高铁潜水河特大桥工程为背景,运用Midas GTS/NX软件,建立了公路路基高铁桥梁土体三维有限元模型,得到了公路路基多个施工阶段对安九高铁潜水河特大桥的墩顶位移、桩身轴力、桩身位移以及桥面板的影响.分析结果表明:桥梁墩顶竖向位移最大,横向位移最小但均满足变形控制标准;桩...     

盾构开挖引起邻近单桩水平向变形解析研究

为了探索邻近桩基在盾构开挖下水平变形规律，提出了一种邻近桩基水平向受力变形响应的解析方法。首先，基于Loganathan公式获得周围土体在隧道开挖影响下的自由位移，将既有桩基简化成欧拉梁，桩-土相互作用采用Kerr地基模型，建立既有桩基水平向受力平衡方程，从而获得单桩水平变形解析解。通过与有限元GEPAN数据对比，验证了该方法的合理性；与既有的理论解析对比，该方法更贴近有限元GEPAN数据。参数分析表明：增大盾构隧道埋深会致使桩基水平向最大变形位置深度增大，同时会引起桩身最大位移增大；桩基水平向变形响应会随着地层损失比增加而逐渐增大；桩基水平向位移会随着桩基与隧道水平距离的增大而减小，但桩身产生最大水平位移处埋深会随之减小。     

桥台桩土相互作用的数学模型

土的侧向荷载时桥台桩基的水平位移和弯曲变形具有重大影响,往往导致桥台桩身发生挠曲甚至破坏。通过总结侧向变形土体常见的位移模式,分析桥台桩的变形机制,在阐述不同模式下桩侧压力的产生机理及桩的几种破坏模式的基础上,提出桩土间相互作用力与桩土间相时位移的双曲线关系模型和理想弹塑性关系模型,可为相关研究提供参考。     

地震下单桩动力响应的有限元模拟

采用ANSYS结构分析软件建立三维有限元实体模型,计算了地震作用下桩-土动力相互作用体系的动力反应．分析了体系的加速度反应、位移反应、桩身应变、桩身挠度、桩身弯矩、桩身剪力和桩土间接触压力等方面,并探讨了桩土刚度比、上部荷载等参数对桩-土相互作用体系的影响．     

基于Mindlin位移解的超大群桩基础沉降计算

针对18根和64根超长大直径群桩基础,采用Mindlin位移解,假定桩端阻力为集中力和桩侧摩擦阻力呈向下线性增加分布形式后,推导出沉降计算公式.在苏通长江公路大桥主桥索塔群桩基础离心试验的模型地基条件下,按照变形比法来确定压缩土层的计算深度,对这两类超长大直径群桩进行沉降量计算.研究结果表明,与离心模型试验沉降值相比,两类群桩理论计算沉降值均偏低,18根群桩基础沉降理论计算值偏低16.8%,而64根群桩基础偏低39.9%.可见,用基于Mindlin位移解对超长大直径群桩基础进行沉降计算时,理论值偏低,同时也表明群桩效应对桩数较多的群桩沉降计算影响较大.     

预应力混凝土连续梁桥抗震性能研究

依托某跨径布置为（47.5＋85＋47.5）m的预应力混凝土连续梁桥,计算分析了考虑和不考虑桩基桩-土之间的相互影响对预应力混凝土连续梁桥的动力和抗震性能的影响。采用桥梁分析软件MIDAS/Civil 2010建立了该桥的两种三维有限元模型,进行了自振特性分析,并应用反应谱法和时程分析方法计算了该桥的地震响应。分析结果表明,考虑桩基桩-土之间的相互作用使结构变柔,频率减小;顺桥向抗震设计由制动墩控制;考虑和不考虑桩-土之间的相互作用,对桥梁结构影响复杂。     

基于Chow模型计算桩基础沉降

Randolph的近似解析解可计算线弹性土体,且土的剪切模量随深度不变或者线性增加条件下的桩基础沉降。Chow（1986）在此基础之上,结合荷载传递法,建立了一种层状模型,可用于计算任意分层土条件下单桩以及群桩的沉降,并将计算分析扩展至土体的非线性。基于该模型在均质线弹性土体条件可计算出两桩的相互作用系数,将其与严格意义上的弹性理论法进行对比,可得出在一般条件下应用Chow模型计算桩基础沉降的精度能够得到保证的结论。     

单桩载荷试验的数值模拟

基于有限差分方法并结合工程实际资料,建立单桩加载试验的数值模型,将计算结果与工程试验结果进行对比,验证了数值模型,并对模型的参数进行了标定,在此基础上研究单桩加载试验的过程,研究结果表明桩径对于单桩承载力试验有着很大的影响,同时论证了桩土相互作用下的位移特性以及桩土作用机理.     

钢管复合桩承载特性模型试验研究

为研究钢管复合桩的承载性能,进行了剪力环、泥皮和防腐涂层共同作用下的钢管复合桩和钢筋混凝土桩室内模型试验,对比分析了试件的荷载-变形曲线、钢管变形等参数,并采用分解分析法对钢管复合桩的套箍效应进行了分析.试验及计算结果表明,钢管复合桩承载性能较钢筋混凝土桩显著提高,套箍效应使得钢管复合桩承载力较空钢管和钢筋混凝土桩承载之和提高9.8%,混凝土抗剪强度提高了1.2倍;钢管对核心混凝土产生的紧箍作用沿界面长度增大,且随荷载的增加而增大;在防腐涂层、泥皮和剪力环(间距90 cm)共同作用下,钢管套箍效应带来的混凝土紧箍力最大值可达2.32 MPa;规范ACI (2005)适合于泥皮、防腐涂层和剪力环共同作用时钢管复合桩极限承载力的计算.      

Analysis of interaction factors between two piles

A rigorous analytical method is presented for calculating the interaction factor between two identical piles subjected to vertical loads. Following the technique proposed by Muki and Sternberg, the problem is decomposed into an extended soil mass and two fictitious piles characterized respectively by Young＇s modulus of the soil and that of the difference between the pile and soil. The unknown axial forces along fictitious piles are determined by solving a Fredholm integral equation of the second kind, which imposes the compatibility condition that the axial strains of the fictitious piles are equal to those corresponding to the centroidal axes of the extended soil. The real pile forces and displacements can subequally be calculated based on the determined fictitious pile forces, and finally, the validity of the proposed approach and desired pile interaction factors may be obtained. Results confirm the portray the influence of the governing parameters on the pile interaction.     

超长桩单桩荷载传递刚度法函数解分析

荷载传递是超长桩工作特性的重要内容.建立并拟合分析桩土传递的函数模型,分析了桩侧土剪切模量、桩身混凝土模量、长径比、桩长和桩径等不同参数对超长桩承载性能的影响,运用有限元分析软件通过计算实例分别分析了桩长、桩径、土体粘聚力c值、桩侧土体刚度、桩端土体刚度对桩基承载性能的影响程度.     

大直径嵌岩桩单桩承载性能的有限元分析

分析了嵌岩桩承载力的组成,考虑到桩身与周围土体之间存在着滑移的可能性,对其设置接触单元,利用三维有限元软件进行了桩侧阻力、桩端阻力及嵌岩深度的分析计算。讨论了嵌岩桩承载力与长径比、桩径、嵌岩深度及基岩强度的关系,提出了长径比和桩径都是影响嵌岩桩承载力的重要因素,过大的长径比对其承载力的提高并不明显以及存在着合理桩径;验证了嵌岩桩确实存在着最佳嵌岩深度,但不一定存在着最大嵌岩深度,并且最佳嵌岩深度随着基岩强度的减弱而增大。