大直径负摩擦灌注长桩荷载-沉降关系研究

提出大直径灌注长桩工作性状并同时考虑负摩阻力的桩侧荷载传递模型，桩端采用双曲线荷载传递模型模拟土的非线性变形特性，并引入混凝土的Rusch模型来考虑高荷载水平作用下桩身混凝土的弹塑性性状，采用Mindlin解答以考虑桩侧摩阻力在桩端处产生的桩端位移，从而建立了层状地基中大直径负摩擦灌注长桩的荷载传递分析理论。根据该理论计算得到的荷载一沉降曲线与实测的曲线较为吻合，可作为确定大直径灌注长桩承载力的依据，经过对工程实例的计算与实测对比分析，证明该理论可靠、方法简单，且具有较好的适用性。     

单桩荷载与沉降关系曲线的神经网络预测方法

本文提出了一个预测单桩荷载-沉降关系曲线的BP神经网络模型。该网络模型包含两级网络，第一级网络以桩长、桩径、桩侧土层的分布情况，桩侧与桩端土层的物理力学指标为输入元，来先预测出单桩的极限承载力及其对应的极限沉降；第二级网络以第一级网络的输入元和输出元作为其输入元，进一步预测各分级荷载下桩的沉降。实际预测精度一般能达到15％以内，且稳定性较好，表明神经网络模型略优于通常的经验公式方法和数值方法。     

刚性承台下柔性单桩复合地基工作特性分析

基于变形协调条件,运用力学理论,对带台柔性单桩复合地基的承载特性进行了系统的分析,得到了桩土应力比、桩身轴力分布及荷载-沉降关系等系列解析算式.计算表明,柔性桩在更多的情况下不可能像刚性桩那样将荷载传递到桩端,而存在一个有效桩长;同时,桩土应力比随荷载变化的趋势与桩体刚度、桩侧剪切刚度及桩端土的抗压刚度有很大关系.计算还显示,如果以相对变形s/b=0.004～0.01所对应的承载力作为复合地基承载力特征值的话,当桩体刚度增加一倍,复合地基承载力将增加1/3～1/2.为验证所提出方法的可行性,将模型实验的结果与计算结果进行了对比,对比表明,该方法对柔性桩复合地基的设计计算有指导意义.     

考虑桩土变形协调的复合地基变形计算模型的初步研究

本文针对当前求解刚性基础下复合地基沉降变形时较少考虑桩土间变形协调的情况,对若干试验结果进行了分析,并对复合地基的单桩侧摩阻力分布形状作了一定的假定,简化计算,然后联合荷载传递法,Mindlin解答和弹性力学解答得到了单桩模型中桩体和桩间土的变形计算模型。     

挤密砂桩复合地基非线性沉降的计算方法

港珠澳大桥工程是国内首次大规模采用高置换率挤密砂桩复合地基的工程,该复合地基的沉降变形计算方法经验性较强,计算结果往往差异较大,因此进行承压板边长为5.4 m的大型复合地基荷载试验以验证设计参数。采用双曲线模型对该荷载试验的荷载-沉降曲线进行拟合,建立考虑地基非线性变形的切线模量与附加应力之间的关系,验证切线模量法沉降计算方法的可行性。同时分别采用该方法和规范方法对复合地基在主体结构荷载作用下的地基沉降进行计算对比。结果表明,采用考虑地基非线性变形的切线模量法计算结果更接近实测值。     

管桩桩身总侧阻力分配函数的研究

为研究管桩的承载性状,基于管桩的现场试桩资料,对管桩桩身的总侧阻力分配函数进行研究,建立了管桩桩身总侧阻力分配函数的方程式,并对函数中各参数的取值进行了说明。研究发现,对各桩长及对各长径比的管桩,桩身总侧阻力占比-桩顶沉降曲线大部分呈现程度不等的线性关系,且这种线性关系与桩顶荷载、桩身总侧阻力是否达到了极限状态无关;基于该侧阻力分配函数计算了3根桩的桩身总侧阻力,并将计算值与实测值进行了对比,发现误差绝对值在15%以内。对只有桩顶荷载、桩顶沉降的桩,可以通过该方法建立桩身总侧阻力分配函数,从而获得桩身总侧阻力和端阻力,进而可分析管桩的承载性状。但因桩身侧阻力分配问题的复杂性,研究还是初步的,有待积累更多的现场实测资料,从而完善和深化该分配函数。     

桩侧及桩端后注浆对超长桩承载力的影响

以海南省某跨海大桥为工程背景,采用平行对比试验法,以桩侧桩端后注浆及施工桩长为变量,对3根超长灌注桩进行了竖向抗压静载试验,并对试验过程中试桩穿越各土层的分段侧摩阻力及桩端阻力进行测试。通过比对试验结果,分析桩侧桩端后注浆对超长灌注桩承载力性状、荷载传递规律及桩侧、桩端阻力发挥特性的影响。结果表明:进行桩侧、桩端后注浆能显著提高超长灌注桩的承载能力,减小桩基沉降;对于超长灌注桩,桩侧注浆对承载能力的增加效果远远大于桩端注浆;桩侧桩端注浆后,超长桩的荷载传递规律不变,依然是上部侧阻力先于下部侧阻力激发;桩侧注浆处土体表现出与桩体水泥胶结的性质,其抗剪强度较大且随位移增长而增加得更快。     

基于荷载传递法的DX桩失效机理分析

本文基于昆明市呈贡区某小区DX桩工程桩中期静载荷实验数据,在静载荷实验中出现了十颗未达到设计极限承载力的DX试桩,采用荷载传递法对这些试桩的失效原因进行分析,通过对试桩荷载沉降关系的分析,认为试桩可能存在承力盘失效的情况,再通过建立考虑了整体剪切面的优化失效模型具体探讨失效原因,对试桩具体失效情况作出分析,并讨论DX桩设计和使用时应注意的问题。     

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。     

单桩沉降对周围环境的影响

本文通过对单桩荷载传递机理的分析得出了桩在不同受荷状态下桩侧摩阻力ｑｓ的分布形式以及桩侧摩阻力ｑｓ与桩端反力ｐｂ的分配比例。同时针对不同的ｑｓ分布以及ｑｓ／ｐｂ比值分别给出单桩位移影响系数的计算公式，从而最终得到了计算单桩在不同受荷情况下对其周围环境影响的计算方法。     

开口管桩承载力计算方法及桩基模型研究

比较了《港口工程桩基规范》以及API RP 2A WSD规范中对于开口管桩单桩承载力两种计算方法各自的优缺点,利用有限元软件ANSYS对目前普遍采用的传统模型和基于荷载传递法的双曲线模型分别建立三维桩基有限元模型进行计算和比较,分析表明后者更加准确合理、适用性更广泛。     

水平循环荷载下饱和砂土中桩-土相互作用机理的试验研究

通过设计详细的模型试验方案,对埋入砂土中的模型桩施加水平循环荷载和水平静载两种力,并通过改变加载频率、循环次数以及桩的埋入深度来进行模型试验。收集了大量的实测数据,进行整理和计算后,对模型桩受以上各种因素的影响进行了比较和分析,得到桩-土之间在上述各种因素综合作用下所表现出来的量化规律。     

低桩承台挡土墙基础结构设计计算

介绍了低桩承台挡土墙基础结构采用竖向弹性地基梁法计算的两种模型:一种是由桩基础承担承台底面以上全部荷载作用,另一种是由地基土与桩基共同承担承台底面以上全部荷载作用.提出两种计算模型的判别条件以及设计时必须遵循的要求,为低桩承台挡土墙结构的设计和计算提供了依据.     

避免碰桩的计算数学模型

在水工工程的打桩作业中,为避免碰桩,笔者立足于空间解析几何,考虑到桩位的不同情况,提出了求解两桩间最短距离的计算模型。介绍了这一数学模型的计算公式和计算方式,并列出了五种碰桩情况最短距离计算实例。经实践证明,效果良好。     

PHC刚性管桩基础上的闸首底板内力计算方法

为了合理解决复合桩基上的闸首底板内力简化计算问题,分析复合桩基沉降机理,基于应力与沉降分解法给出桩与桩、桩与土、土与桩和土与土的沉陷系数计算式,结合并列铰接地基梁法建立考虑桩-土-结构共同作用的计算模型。依托高石碑船闸工程实例,通过与查表法的对比验证计算程序的可靠性,研究在不同工况时底板单宽弯矩、沉降、地基反力的变化规律。结果表明,该模型计算的桩土分担比与有限元分析结果接近,计算精度可以满足结构简化分析的需要,能合理反映基桩的根数、以及间距与桩长不规则等因素对底板沉降和内力的影响。运营期相对于完建期而言,地基均处于回弹状态、底板弯矩增量有正负值,可优化调整底板宽缝封闭前边墩浇筑高程、回填土高程,使得运营期出现的正负弯矩接近相等。     

预压软土地基对超长群桩承载性状的影响

建立超长桩和土体共同作用的三维非线性有限元数值模型,采用预压排水固结法研究软土地基预压后超长桩的承载特性,分析地基土固结沉降、桩身侧摩阻力、桩顶位移-荷载曲线和桩身轴力的变化规律。通过运用控制变量法对预压时间和预压荷载以及不同土质的预压效果进行分析,对比分析单桩与群桩对预压效果的敏感度,并分析固结度对超长桩承载性状的影响。结果表明:预压能较好地改善地基、提高超长群桩的承载能力。增大预压荷载,可增大土体的固结沉降和桩身侧摩阻力;延长预压时间,可提高桩身侧摩阻力,减小桩顶沉降和桩身轴力;预压对群桩的影响好于单桩;固结度越大,超长群桩承载性能越好;对于粉质黏土、黏土以及淤泥质粉质黏土,当预压时间分别达到90 d及180 d时,地基固结基本完成,预压不再改变土的力学指标。     

复杂地质环境下超长深水钻孔灌注单桩承载性能

超长深水钻孔灌注桩荷载传递机理较为复杂,尤其是在复杂地质环境下,研究其承载性能对该类桩优化设计、施工具有重要作用。结合试桩自平衡静载试验资料,应用有限元软件GTS分析了超长深水钻孔灌注桩单桩在不同风化程度构造岩交替分布地层中的承载能力,其中土体本构关系采用Mohr-Coulomb模型,桩土界面设置接触单元,利用梁单元对桩进行数值模拟。结果表明:静载试验的Q-S曲线实测值和计算值吻合较好,桩的承载性能良好;桩端沉降在桩侧摩阻力发挥一定程度时开始显现,现场桩底沉渣清除较彻底;桩的轴力和桩侧摩阻力随深度变化受交替分布地层影响明显,并呈现一定规律。     

神经网络在单桩承载力预测中的应用

运用基于BP神经网络的组合预测模型对PHC桩的极限承载力进行预测。分别利用灰色GM(1,1)模型和BP神经网络对桩在荷载作用下的沉降进行估算,然后利用人工神经网络中的BP网络对所得的结果进行组合预测;最后利用Lagrange算法计算桩的极限承载力。计算实例表明,使用该组合预测方法所得的预测结果比单纯使用灰色GM(1,1)模型或神经网络模型所得结果的总体误差要小,因而该方法是可行的、有效的。     

半刚性水泥搅拌桩软基加固三维数值模拟

半刚性水泥搅拌桩加固处理的海堤软基沉降计算等问题基本以复合地基法为主。为对比分析复合指标与实体桩计算结果的差异,结合某斜坡式海堤工程实例,以岩土有限元软件PLAXIS 3D作为分析平台,分别采用实体桩及复合指标建立水泥搅拌桩海堤软基加固稳定性分析的空间弹塑性有限元数值模型。结果表明,实体桩模型能够较清晰地模拟出桩间土体的"土拱"效应、桩头平面处桩土间的沉降差,以及水泥搅拌桩对于桩间土体的"约束"作用,更为真实地反映软土地基的位移及应力分布情况。分析成果对类似工程以及半刚性桩加固处理软基的数值模拟计算具有一定的参考意义。