褥垫层对刚性桩复合地基影响的数值模拟分析

在桩土复合地基中,褥垫层起着动态调节桩土应力比的作用,决定着整个体系的承载能力。本文基于某高速公路北延线佛山段路基工程条件,运用Plaxis有限元软件对褥垫层进行数值模拟研究,从褥垫层的作用角度分析褥垫层厚度和弹性模量的参数变化对复合地基的影响。明确有限元计算目的和方法,介绍Plaxis程序,给出有限元计算模型的建立过程,确定有限元计算方案,从变形和应力的角度分析褥垫层厚度和弹性模量参数变化对桩土复合地基的影响。     

分级加载下组合渗流碎石桩-CFG桩复合地基固结解答

为了进一步完善组合渗流排水桩-不排水桩复合地基固结理论,就分级加载下组合型复合地基的固结理论计算展开研究。以组合渗流碎石桩-CFG桩复合地基为研究对象,考虑碎石桩固结变形、不同桩体的涂抹效应和附加应力随深度与时间变化等因素,结合软土路基分级填筑的工程状况,运用解析法推导出分级加载下组合渗流碎石桩-CFG桩复合地基固结解析解,并得到任意时刻复合地基的整体平均固结度解答。进一步地,将本文解退化为瞬时加载下附加应力沿深度非均布条件下的解,大大简化了计算公式。运用MATLAB软件对本文解进行编程运算,以不同加载历程、附加应力沿深度分布的3种模式和桩土模量比为基本变量,绘制出相应工况下复合地基的整体平均固结度曲线,然后对计算结果进行参数分析。研究结果表明:采用与工程实际更为接近的分级加载模式,发现不同加载历程对复合地基固结速率的影响较大;分级加载下附加应力沿深度非均布的固结度曲线基本重合,表明考虑应力时效性的应力分布模式对复合地基固结速率影响不大,从而可以将固结度计算公式简化,易于工程应用;但是在不同的CFG桩土模量比下,附加应力沿深度分布模式的不同导致地基的最终沉降结果有较大差异,增大桩土模量比有助于减小复合地基变形量,缩小沉降差异,维持地基稳定。     

铰接式桥头搭板空间有限元分析

针对桥头跳车病害,应用Ansys有限元软件,对一种新型的铰接式搭板与普通搭板进行空间有限元计算,分析两类搭板在不同荷载工况和不同地基变形模量下搭板的应力分布和变形情况.结果表明:铰接式搭板可减少由地基沉降带来的桥头跳车及搭板脱空;地基变形模量对搭板变形影响较大,地基变形模量越小的软土地基,铰接式搭板对地基变形的协调能力和对板底拉应力的改善效果越明显.     

基于ANSYS接触分析的拱座台阶基础计算

拱座基础的设计是拱桥设计中较为关键的一环,其与地基间的相互作用较为复杂,常用简化方法难以对其进行精确分析。考虑拱座基础与地基间的接触问题,采用有限元程序ANSYS14.0对某座105 m上承式钢筋混凝土拱桥的拱座台阶基础进行分析,并着重对单元类型的选择、实常数和关键选项的设置进行研究,最终建立基于ANSYS接触分析的有限元模型,并将计算结果与2种常用方法比较。计算结果表明:考虑了基底摩阻和台阶背面反力,地基应力介于传统方法和变形协调法计算值之间,结果较为合理,更能反映结构真实受力特性;抗滑移结果虽略小于传统方法,但符合规范要求;考虑接触的有限元模型不仅能得到地基应力,还能对基础的抗滑移性能、交界面接触状态作出直观的判断;可为类似结构的计算分析提供参考。     

柔性基础下减沉复合疏桩沉降性能研究

采用减沉复合疏桩进行软基处理能充分发挥桩间土体的承载力,有效控制工后沉降的同时节约了软基处理成本。预应力管桩作为一种常用的减沉复合疏桩,大量应用于目前高速公路桥头软基处理中。其沉降计算多采用复合模量法,无法准确反映路堤荷载下该桩型的承载机理,计算值与实测值存在较大差别。基于Mindlin应力解,得出了环形桩端均布荷载作用在地基内部任意点竖向附加应力系数的数值计算方法;得出了沿桩身三角形分布、沿桩周均匀分布侧摩阻力作用在地基内部时任意点土中竖向附加应力系数的数值计算方法。在此基础上建立了考虑桩身压缩量和实际截面形状的预应力管桩单桩沉降计算方法,进而建立了路堤荷载下预应力管桩复合地基的沉降计算方法。通过现场实测沉降数据验证了该方法的合理性。     

用粉喷桩复合地基加固软土方案的有限元分析

对软土地基粉喷桩加固方案进行了有限元分析,探讨了粉喷桩复合地基的有限元分析法及复合地基变形与受力特点,得出了粉喷桩桩身应力分布和复合沉降变形规律,验证了加固方案的可行性。     

柔性基础下刚性桩复合地基沉降计算

针对刚性桩复合地基中桩、土、垫层相互作用特点,通过拟合桩土单元体竖向相对位移分布函数,引入弹塑性荷载传递模型,并考虑桩体的上刺与下刺变形以及中性点和桩土界面变形协调,对桩土相对位移变形形式、桩侧摩阻力变化规律、桩端土反力模型作一定的简化,建立出刚性桩桩复合地基沉降计算的基本微分方程,进而提出了一种新的能考虑桩-土-垫层体系共同作用的柔性基础下刚性桩复合地基沉降计算方法。最后,采用该沉降计算方法对模型试验及工程实例进行分析。结果表明,柔性基础下与刚性基础下刚性桩复合地基变形模式与桩土应力比有很大的差异,沉降计算值及桩土应力比与实测值吻合较好,且该方法计算工作量小,能够对刚性桩复合地基沉降量计算提供参考。     

高速公路路堤基底承载力计算方法分析

基于高速公路路基基底应力的三种计算方法，即比例荷载法、等效荷载法、三维数值分析软件FLAC3D，对高速公路路堤基底承载边进行计算。通过计算结果的对比分析，归纳了路基基底应力随着路堤高度和基底软土厚度变化的分布规律，并提出了路基基底应力的计算公式，可作为路基基底承载力或软基清淤的量化评定，避免人为地判断地基处理合格性。     

考虑时间耦合的粉体桩自应力效应数值研究

粉体桩是针对高速公路软基处理研发的一种新型加固自应力土桩.为研究粉体桩自应力效应对桩土变形及强度的影响,建立了考虑时间耦合的采用粉体桩加固的复合地基有限元模型.数值分析结果表明,随着时间的增加,自应力效应可有效补偿桩体收缩,并使得桩—土界面产生一定的法向压力,可有效提高复合地基强度.且由于自应力效应长期发展,桩土界面法...     

刚性桩复合地基桩土应力比的时效分析及计算方法

为了研究考虑时效的刚性桩复合地基桩土应力比计算方法,首先对桩体承载力和桩间土排水固结理论进行分析,假设桩间土体为均质材料,且考虑土体沉降时忽略桩体的存在,考虑到刚性桩复合地基仅在竖向排水固结,采用太沙基一维固结理论,开展了对桩体应力和桩间土应力时效性的研究。选取单根桩和其四周加固区的土体作为一个计算单元体进行分析,基于荷载传递法,得到计算单元体各组成部分的沉降变形关系,从而推导出刚性桩复合地基中各个构成部位之间的变形关系表达式。之后将桩侧摩阻力分布曲线进行合理简化,得到桩体应力和土体应力随深度变化的表达式,再联合之前得到的变形协调方程,可解得桩顶部位桩体应力和桩间土应力,引入考虑时效性的桩土应力比修正系数,从而推得考虑时间效应后的桩土应力比计算式。最后在某工程中使用该方法对其进行了计算分析,得到不同地质条件下桩土应力比随时间变化的关系曲线。研究结果表明：刚性桩复合地基中桩土应力比具有较为显著的时效特性,在实际计算中不能忽视,桩土应力比时效特性表现为随时间的推移而增大,当桩间土地基压缩模量减小时桩土应力比增大,桩土应力比出现峰值时,刚性桩受力最不利,设计中应加以考虑,随后桩土应力比有所减小,最后趋于稳定。     

北方地区某三孔乱石拱桥坍塌原因分析

众所周知,多数圬工拱桥结构的破坏都是由于其下部基础的沉降、变位等原因引发的。但具体的基础变形量计算方法及其对上部结构的影响程度并没有被人们详细研究,这里对发生垮塌事故的北方地区某三跨乱石拱桥进行分析。根据现场勘测数据进行桥位处水文、冲刷计算,确定1#桥墩基础的沉降量及变形量,并借助MIDAS/CIVIL有限元计算软件模拟这种基础变位对上部主拱圈结构的影响程度,得出了导致该桥坍塌的根本原因。可为类似桥梁工程的养护管理及事故鉴定等提供思路和参考。     

斜跨拱桥的受力分析及斜拉索布置方式比选

以太原市东中环北延上跨北涧河立交工程为例，介绍斜跨拱桥的受力分析和桥型比选。采用Midas Civil大型通用有限元分析软件建立空间有限元计算模型，对“竖琴式”“扭曲面式”和“渔网式”3种拉索体系斜跨拱桥的受力分析进行了比较，得出各种体系的特点，以及指导斜跨拱桥的受力分析和桥型选择。     

有限元计算时拱桥桩基础模拟方法

介绍有限元计算时桩基础的4种模拟方法:墩底固结法、假想嵌固点法、桩+等代土弹簧法及6自由度弹簧法。比较了不同模拟方法对拱桥计算结果的影响。     

拱梁组合式连续梁桥横向分布研究

为了进一步深入研究拱梁组合式连续梁桥的横向分布特性，以龙溪大桥为背景，采用空间有限元的分析方法，对拱梁组合式连续渠桥的横向分布特性及沿纵向的变化规律进行了研究，并与传统计算刚架拱桥的简化弹性支撑连续梁法进行对比。对比分析后认为，两种方法结果吻合很好，在实际设计拱梁组合式连续梁桥时，横向分布系数计算可以采用弹性支承连续梁简化方法。     

哑铃型钢管混凝土拱桥的计算方法研究

以中承式钢管混凝土拱桥———江山市城中大桥为工程背景,对哑铃型钢管混凝土拱桥的计算方法进行研究,对于钢管混凝土拱肋的简化计算,目前常采用换算截面法和统一模量法,应用这两种方法分别建立平面有限元模型,同时,采用大型通用有限元程序,根据实际截面建立空间有限元模型,对这几种方法计算所得的理论值以及成桥荷载试验所得的实测值进行分析比较,为该类桥梁的计算提供参考。     

拱座台阶基础基底应力仿真计算

对于拱座台阶式基础,传统的计算方法没有考虑基础背面地基的作用,可能导致基底应力计算结果偏于保守。通过建立三维有限元仿真计算模型,得出台阶式基础的实际应力分布情况,其结论可为拱桥基础的设计及施工提供参考。     

成都市凯德商用天府项目基坑开挖对桥梁桩基的影响研究

采用大型通用有限元软件ANSYS对成都市凯德商用天府项目基坑及其周边桥体桩基础进行三维数值仿真分析,研究了有限元模拟的几个关键问题,并对基坑开挖过程进行模拟。结果表明:基坑开挖完成后,桥梁桩基最大水平位移2.80 mm,最大竖向位移1.00 mm,最大压应力7.88 MPa;基坑中心土体上拱8.91 mm,桩基周围靠基坑侧土体下陷最大值4.53 mm;桥梁桩基和土体的各项指标均在限值之内,在监控状态下可继续进行基坑开挖。     

连续梁桥的活载正应力偏载系数研究

在变截面连续箱梁桥中,由于活载的内力影响面的形状比较复杂,箱梁几何构造对约束扭转正应力的影响沿桥跨度是变化的,因而,不宜对全桥采用统一的偏载系数.通过理论分析和基于实桥的有限单元的数值计算,探讨变截面连续梁偏载系数沿跨度的分布规律,提出实用的偏载系数取值建议,供工程设计参考.     

考虑抗扭性能影响的多梁式矮箱梁桥荷载横向分布计算

目前对于多梁式矮箱梁桥的荷载横向分布计算采用刚接梁法,或采用有限元软件建立模型计算,但以上2种方法都未将抗扭刚度的影响考虑在内。因此,以上采用的2种计算分析方法不能对结构的特性进行准确模拟计算,也不能十分准确地对桥梁技术状况以及承载能力进行评价。为此,基于传统刚接梁计算荷载横向分布方法,在建立柔度系数矩阵时加入考虑主梁和翼板的约束扭转作用,提出一种适用于多梁式矮箱梁桥的荷载横向分布计算方法。为验证该方法的正确性,以某20 m跨径预制PC箱梁桥为对象,采用考虑抗扭刚度、未考虑抗扭刚度的刚接梁法和有限元数值模拟方法（梁格模型和板单元模型）计算其荷载横向分布系数,并与场地试验（中载和偏载2种工况）实测结果进行验证对比。结果表明：所提出的横向分布计算方法比未考虑箱梁主梁和翼板扭转的刚接梁法计算精度更高,也更接近实桥受力特点;同时,梁格模型、板单元模型与所提出的横向分布计算方法所得计算结果整体趋势基本上一致,相比于有限元数值模拟计算结果,采用该横向分布计算方法所得应变和挠度横向分布与实测结果更为接近,且偏差都在20%以内;该方法可在现场场地试验和桥梁承载能力评定中替代复杂的有限元数值计算方法,为预制矮箱梁桥场地试验和桥梁技术状况及其承载能力的评定提供较为准确的理论参考依据。     

地铁深基坑施工对邻近隧道的变形影响分析

为研究地铁深基坑邻近隧道施工时既有隧道的受力与变形特性,以南京地铁9号线管子桥站基坑工程为背景,通过三维有限元分析,研究基坑开挖引起的既有隧道的受力与变形特性,计算结果表明：地铁基坑开挖引起的既有隧道最大沉降值为7.32 mm,最大水平位移为5.74 mm,隧道变形满足相关规范要求;隧道主体沿Y方向和Z方向产生的位移远大于沿X方向产生的位移;基坑开挖时,隧道敞开段与暗埋段会产生沉降差异,施工时应采取相应措施控制沉降差。