横向荷载下基桩受力的无单元分析方法探讨

针对目前横向荷载下基桩受力分析方法不能反映基桩桩土作用的复杂边界条件以及桩周土力学参数沿深度变化等问题，引进无单元分析法，重点考虑介质不连续与基桩桩周土力学参数沿深度变化等问题，初步建立了横向荷载下基桩受力分析的无单元分析方法，并开发了相应的计算软件，和传统分析方法与实测所得结果进行对比分析表明，无单元分析结果与工程实际吻合良好。     

横向荷载对基桩竖向承载力的影响分析

为研究横向荷载时基桩竖向承载力的影响,首先利用m法假设下轴横向受荷桩桩身挠曲方程的幂级数解,得到桩周土对桩身抗力沿桩轴向的分布,在此基础上利用横向受荷桩桩侧土体应力分布弹性解,求得桩周所受法向压力的变化量,进而得到桩侧阻力极限值的变化量沿桩轴向的分布,将此变化量积分得到由横向荷载引起的桩侧极限摩阻力的变化量,由于横向荷载对桩端阻力影响不大,故此即为基桩竖向承载力的变化量,横向受荷桩的竖向承载力即为此变化值与无横向荷载作用时基桩的竖向承载力之和.然后将导得的计算公式对某试验进行分析,其结果表明计算值与实测值吻合较好.最后对横向荷载下基桩极限侧阻力变化量的影响因素进行了分析.分析结果进一步证明了横向荷载对基桩竖向承载力有一定影响,在工程设计中值得注意.     

中南公路工程2005年第30卷总目次

·科学研究·路桥过渡段车路动力学分析方法研究…………张洪亮等(Ⅰ,1)公路轻型砌块式挡土墙受力特性及设计计算方法研究…………………………………………赵明华等(Ⅰ,5)沥青路面混合料中集料的技术参数分析及研究…………………………………………………胡晓东(Ⅰ,10)生态声屏障方案研究及应用……………………刘银生等(Ⅰ,13)高速公路边坡稳定性分类研究…………………周平等(Ⅰ,16)公路隧道三维无限元计算模型…………………张进华等(Ⅰ,21)横向荷载下基桩受力的无单元分析方法探讨………………………………………………曹文贵等(Ⅰ,25…     

轴、横向荷载下桥梁基桩的受力分析及试验研究

通过综合分析，采用层状横向各向同性弹性半空间地基模型，利用有限元-有限层法，并计入桩顶P-△效应对桩身内力的影响，提出了轴、横向荷载下桥梁基桩的受力分析方法，并对室内模型试验研究进行了探讨。     

斜坡段桥梁基桩竖向承载力试验及数值模拟研究

以某斜坡段桥梁基桩为原型建立室内模型进行竖向承载力试验,并与三维数值模拟计算结果进行对比,分析其竖向承载特性及破坏模式。结果表明,桩顶竖向荷载相同时,基桩顶沉降量随斜坡坡度及基桩自由段长度的增加而增大,基桩的荷载位移曲线上没有出现较明显的拐点;数值模拟计算结果比模型试验结果大,但两者变化规律基本一致,其误差除60°边坡达到15.54%外,其他均在10%以内;边坡坡度越大,基桩极限承载力越小,减小幅度为5%～25%;不同坡度下基桩桩身轴力均随深度增加而减小,坡度越小减小幅度越大;斜坡基桩的竖向荷载主要由桩端承担,桩端阻力占比为70%～80%,坡度越大桩端承担的荷载比例越大;随基桩自由段长度的增加,基桩极限承载力减小,减小幅度为5%～15%;竖向荷载作用下斜坡段桥梁基桩主要表现为变形过大所导致的基桩屈曲失稳破坏。     

路基荷载下地基非线性沉降计算

准确合理地确定地基变形参数是路基沉降分析中尚未很好解决的问题,结合压板载荷试验结果和地基应力水平研究了土质路基荷载下地基土体切线模量的分布特征,在路基中心和路肩下切线模量沿深度呈递增变化,在坡脚下切线模量沿深度呈弓形分布,同一深度土体的切线模量沿路基横向均呈倒Z形分布。由分层总和法对中等压缩性土进行非线性沉降分析,结果表明,切线模量法的沉降计算精度远高于压缩模量法。     

考虑应力扩散的复杂受荷桩非线性分析方法

为探讨复杂荷载作用下基桩受力与变形特性,提出了一种考虑应力扩散的基桩非线性计算分析方法。该文首先基于Pasternak地基模型与p-y曲线法,建立了考虑应力扩散的非线性地基反力模型;其次,建立了复杂受荷基桩受力分析模型,并根据桩段微元受力分析推导出基桩挠曲控制微分方程;在此基础上通过引入有限差分法,对控制方程求解,得到了考虑应力扩散的复杂受荷基桩非线性分析数值解答。     

高陡边坡下桥梁桩基受力与防护设计探析

针对国内西部岩质山区高陡边坡下桥梁群桩基础结构,在承台底部荷载已知的情况下,建立了基于ABAQUS软件基桩的计算模型,通过对高承台群桩基不同特征桩段受力分析,获得基桩桩基顶部内力和承台整体变形。研究结果表明:承台最大水平位移发生在左侧变形体坡脚处,最大综合位移出现在模型承台左侧;基桩最大位移出现在距桩底2/3处桩长处,由于基桩底部嵌固的影响,从桩底向下底延伸,负位移表现出先变大后减小的趋势,最后在桩底位置达到0位移。受桩顶弯矩和剪力的共同作用,基桩顶部产生最小应力。由荷载段到嵌固段,弯矩值由正向转化为负向,在桩底处逐渐变大,并在距桩底10 m处取得最大负弯矩,距桩顶1.5 m处取得最大正弯矩;基桩剪力由桩顶表现出先减小后增加的趋势,基桩整体剪力以桩底12 m呈对称分布,距基桩桩底8 m处取得最大正剪力,最大负剪力出现在基粧变形体下限边界距粧底12 m处。     

陡坡桩柱式桥墩双排桩施工数值模拟研究

西部山区公路桥梁基桩往往位于陡峭岩坡上,其受力性状比平地基桩复杂。由于基桩之间的相互作用及桩与边坡的相互作用,常规的结构力学方式的计算方法显得更为繁琐而不切实际,而采用数值计算方法能考虑桩土的共同作用,计算的结果较为理想。故本文将采用数值计算法方法对双排桩进行计算,分析在施工过程中边坡及基桩的应力分布,深入探讨该类基桩受力特点,对比分析了同等条件下单桩与双排基桩桩体水平位移,具有一定的理论和工程应用价值。     

软基桥头路基填筑对桥台桩的影响

为考察台后路堤荷载导致的地基软弱下卧层压缩和水平移动作用下的桥台桩基受力性状,建立了桥台桩基的三维有限元模型,验证了其合理性,并通过设置桩-土接触单元分析了桥头路基填筑对桥台桩基受力性状的影响.结果表明:由于桩的“遮拦效应”,前排桩桩-土“绕流”现象较后排桩更为明显；同时,桩的阻拦作用使桩周土体位移值较自由土场预测值偏小；桩-土相对位移较大时桩平均侧向压力与桩-土相对位移呈非线性关系；每级荷载下最大桩侧土压力约为路堤荷载的74％；路堤荷载大小与桩身最大弯矩值的关系与基桩所处位置有关,并非简单的双折线关系；在影响桩身弯矩因素中,软土层力学性质对桩身弯矩影响较桩身模量更为明显；桩在受轴向力和侧向力耦合作用下,桩基础的承载力会有所提高,但不明显.