水平荷载作用下筒桩承载性状数值研究

采用三维有限元、无限元耦合分析模型,并考虑了桩土体系中混凝土开裂引起的非线性、钢筋与混凝土的耦合作用等因素,研究了水平荷载作用下筒桩的承载性状。结果表明,大直径筒桩荷载-水平位移曲线呈缓变型,水平承载力主要应由桩顶的水平变形予以控制;剪力集中分布在桩顶及地面附近,建议对上两处加强配筋;当桩体周围土质条件较差时,增加桩长并不能有效地提高桩的水平承载力,且存在一个最优桩长,同时满足承载、抗弯和稳定性要求;筒桩壁厚存在临界厚度,靠增加壁厚的手段来减小桩的横向变形能力有限;随着桩径的增加,桩的水平极限承载力增加明显。     

深厚软土区根键桩竖向承载特性的现场试验

为揭示根键桩的承载机理,推进根键桩在滨海软土地区的应用,以满足实际工程对沉降控制特性的要求,通过现场试验,采用静载荷方法测试了普通桩和根键桩的承载性能,得出其位移～荷载曲线和轴力传递曲线;并根据场地工程地质条件,建立数值模型,分析了桩体与桩周土体在极限荷载作用下的位移关系。结果表明:与普通桩相比,根键桩竖向极限承载力增大,且随根键布置数目的增多而增大。本试验中,在相同桩长和桩径下,根键桩竖向极限承载力提高了23.75%～33.33%;此外根键桩桩顶沉降量明显减少,桩体沉降控制特性优于普通桩。数值模拟结果也表明了根键有利于调动桩周土体的承载性能,加强桩土的耦合作用。     

组合荷载作用下井筒式地下连续墙承载特性数值模拟

井筒式地下连续墙基础是一种新型的基础结构形式,由于基础内部含有大面积的土芯,其承载特性与单片地下连续墙基础以及沉井有着很大的差异。通过实际工程的有限元分析,表明实际工程中井筒式闭合地下连续墙基础在复合荷载作用下仍然主要呈现刚性破坏特征,但其承载机理以及相关特性比单一荷载作用下要复杂得多,墙体主要承载能力更多由结构的位移限制而不是墙体强度限制。     

挂车承载梁断裂强度试验研究及数值模拟

为了解裂纹对重载挂车承载梁的影响,通过三点弯曲试验得到承载梁所用材料的断裂韧度,再利用ANSYS断裂力学分析功能对承载梁进行裂纹数值模拟分析,通过对不同裂纹长度、不同形式单元类型建模,采用有限元直接法和J积分法求得裂纹的应力强度因子,并与试验所得断裂韧度进行比较。结果表明,裂纹长度达到23mm时,应力强度因子接近于材料的断裂韧度。     

嵌岩扩底桩抗拔承载特性的数值模拟研究

以四川广元输电线路的嵌岩扩底抗拔桩现场试验为分析对象,运用岩土有限元软件PLAXIS 3D模拟现场试验,数值分析与现场试验实测的Q-s曲线吻合良好,验证了参数选取的正确性和计算模型的合理性。在此基础上,通过数值计算,深入研究了扩大头的尺寸、桩径、嵌岩深度、覆盖层厚度以及坡度对嵌岩扩底桩极限抗拔承载力的影响。结果表明:Q-s曲线呈陡变型,出现了明显的拐点;扩大头直径、桩径相比嵌岩深度对提高抗拔桩的刚度系数有显著效果。     

路堤荷载下长短桩组合型复合地基现场试验与数值模拟

通过在上海S32高速公路某桥头处理段开展长短桩组合型复合地基现场试验,研究路堤填筑过程以及堆载预压期内桩土应力比、分层沉降、桩顶面和桩间土表面沉降、孔压等工程性状的变化规律;采用三维有限元法进行拓展研究,对比分析长短桩组合型复合地基与等长桩复合地基的加固机理.研究结果表明:随着路堤填土高度的增加,长桩和短桩的桩土应力比均逐渐增大并趋于稳定,稳定时长桩和短桩的桩土应力比分别为7～10和3～5;桩顶面和桩间土表面的沉降主要发生在填土期,预压期内沉降趋于稳定;总桩长相同的条件下,长短桩组合型复合地基加固效果优于等长桩复合地基,且存在持力层时的层状地基更利于长短桩组合型复合地基性能的发挥.     

基于FLAC3D的大直径实心桩承载性能数值模拟研究

基于FLAC3D模拟软件,对大直径实心桩竖向及横向的承载性能和变形特性进行数值模拟。深入而全面的研究了大直径实心桩的受力机理、承载性能与变形特性,得出以下结论：本次模拟的大直径实心桩的单桩承载力极限值为82000kN,单桩承载力特征值为41000kN,水平承载力极限值为1750 kN,水平承载力特征值为1000 kN。随着竖向位移的增大,桩周土体的沉降随着距离桩体距离的增大而减小,桩端土体与桩体和桩周土体相比沉降较小,模型承受荷载过程中桩身的压缩量较大。在各级荷载作用下,桩身轴力随着深度的增加而减小,至桩端处桩身轴力几乎降至为零。在施加水平荷载之后,桩顶部分的水平位移最大,随着桩体埋藏深度的增加,桩身位移迅速减小至零,桩身弯矩随着桩体埋藏深度的增大呈先增大后减小至零。     

沥青混合料劈裂试验数值模拟

应用有限元软件ABAQUS,采用合适的材料模型建立有限元模型,模型网格按不同密度进行划分,对沥青混合料劈裂试验进行二维与三维数值模拟对比研究。通过研究,对劈裂试验中沥青混合料试件内的应力、应变分布及变形特性和变化规律有了深入的认识,并据此得出沥青混合料的强度参数。结果表明,有限元模拟中,网格划分密度、划分形式对模拟结果有较大影响;对于不同的沥青混合料,其劈裂试验模拟应以相应材料的单轴抗压试验结果为材料特性进行定义;经三维模拟及理论对比验证,简化二维模型在一定条件下是可行的。对沥青混合料性能试验进行数值模拟研究,是一种形象直观、快速高效的研究手段,对沥青混合料研究水平的提高有一定意义。     

曲线斜拉桥的现场试验、模型试验及数值分析

介绍了位于瑞士沙夫豪森（Schaffhausen）曲线斜拉桥的有关现场试验、模型试验及数值分析的过程和关系，同时比较了各过程的优劣。该桥有一个不对称的异形塔，为单塔双索面混凝土斜拉桥。主跨每面各6根斜拉索，边跨每面各8根斜拉索。新颖地提出了斜拉体系在曲线桥中的有效运用。     

嵌岩灌注桩抗拔承载特性现场试验研究

依据国家电网路平—富乐500千伏双回线路新建工程中嵌岩灌注桩单桩竖向抗拔静载试验数据,分析了嵌岩灌注桩荷载传递性状和嵌岩段摩阻力发挥程度。研究结果表明:静载试验测得的强风化砂岩层中桩侧极限阻力是《建筑桩基技术规范》推荐值的2.4～2.6倍,同时测得极限状态下中风化砂岩层中桩侧阻力为635～770 kPa;嵌岩段桩身与岩层的相互作用应是摩擦力、黏结力、嵌固力的综合作用;试桩在达到极限抗拔荷载时,桩侧阻力有效发挥的嵌岩深径比为3.75,并不是嵌岩深度越大对提高抗拔承载力越有效。     

黄土地基承载力的试验研究

为了进行公路工程黄土地基承载力测试,以黄土地区粉质粘土的现场载荷试验和动力贯入仪试验为基础,建立承载力、弹性模量和动力贯入阻力的关系,所得出的结论对于确定同类黄土地基的承载力具有重要的参考意义。     

桩端桩侧后注浆钻孔灌注桩承载性能试验研究

从钻孔灌注桩竖向承载机理及其承载能力影响因素出发,考虑桩端桩侧复式后注浆施工对钻孔灌注桩端土层和桩侧泥皮的加固效应,初步探讨了郑州地区复式后注浆钻孔灌注桩的承载能力和变形特性,通过郑州某工程复式后注浆钻孔灌注桩现场足尺寸静载荷试验,研究了后注浆对钻孔灌注桩桩端阻力、桩侧摩阻力的提高效应,对桩端桩侧荷载分担比以及对沉降变形和整体竖向承载力的影响等.结果表明:桩侧注浆很好地改善了桩土界面力学能质,使侧阻力得到有效发挥;桩端注浆使沉渣层等桩端土层得以加固,桩端阻力提前发挥;复式注浆作用使桩土界面塑性位移减小,桩顶沉降变缓,灌注桩承载能力得到明显提高.     

基于变形控制的岩溶区基桩承载力研究

深入分析了岩溶区基桩的承载机理及侧阻端阻的传递规律,建立了合理基桩侧阻端阻荷载传递模型,该模型可充分考虑桩周岩土体的加工软化和加工硬化型土的不同特性及桩端沉渣对基桩承载力的影响.在此基础上,根据桩侧土(岩)与桩端岩层阻力的发挥程度,推导得出了桩顶沉降量与桩顶荷载之间的关系式,从而通过桩顸沉降量来确定岩溶区基桩的竖向承载力.最后,结合自平衡静载试验,对理论方法进行了验证.实测荷载一沉降曲线与理论曲线吻合良好.     

混凝土预制块铺面的承载力特性试验研究

混凝土预制块铺面是由单个预制块体按照一定规则拼装而成的一种特殊路面结构,被广泛应用于城市人行道、小区、公园和景区路面铺装。预制块铺面存在大量不连续接缝,使其承载力特性与传统的沥青路面和水泥路面有很大不同。从定性角度对预制块铺面承载力机理进行分析,通过室内预制块铺面的承载板试验研究接缝特性、砂垫层厚度、块体几何尺寸等对其承载力的影响,得到临界弯沉、荷载扩散系数和永久变形影响系数等预制块铺面结构极其重要的力学行为参数,对研究混凝土预制块铺面结构设计具有重要参考价值。     

考虑滑移的锈蚀钢筋混凝土简支梁承载力数值分析

以ANSYS软件为平台,在充分考虑混凝土与钢筋界面滑移影响的基础上,建立不同锈蚀率下钢筋混凝土简支梁模型,以此来分析锈蚀钢筋混凝土简支梁的承载力变化.采用SOLID65单元模拟混凝土,LINK8单元模拟钢筋,Combine39模拟钢筋-混凝土界面的粘结滑移关系,并通过对Combine39单元进行修正来考虑钢筋锈蚀对钢筋...     

侧填荷载对涵洞地基承载力的影响

为了确定涵侧填土对提高高填方涵洞地基承载力的作用,结合基底土体的受力特点进行分析,推导了普朗特尔和普朗特尔-雷斯诺极限承载力公式。根据相似原理设计了不同涵侧填土高度的室内模型试验,模拟粉质粘土地基受荷变形直到破坏的过程,由荷载-沉降曲线测得不同填土高度的极限承载力,并对填土临界高度问题进行了分析;同时对比了按照《公路桥涵地基与基础设计规范》和《建筑地基基础设计规范》以及经验公式计算的值与实测值的误差。结果表明:随着侧填土高度的增加,地基承载力明显提高,但提高速率为非线性,先从18.4%增加到36.83%,然后减小到8.91%;计算临界高度内的地基承载力时,不仅要考虑选取合适的计算公式,还应考虑不同试验方法所提供的计算参数的影响。     

红层软岩钢管微型桩抗压承载特性试验

为揭示红层软岩钢管微型桩抗压承载特性,为红层软岩地基加固设计提供参考,选取湖南衡阳强风化粉砂质红层软岩地基,开展了不同长度注浆钢管微型桩原位抗压静载试验,分析了桩体沉降、桩身轴力和桩侧摩阻力的分布规律,并与规范计算值进行了比较。在修正微型桩荷载传递函数的基础上,提出了考虑桩顶位移的微型桩抗压承载力预测方法,并通过原位试验结果进行了验证。研究结果表明：钢管微型桩轴力主要分布在桩身中上部,桩侧摩阻力沿桩身呈“三角形”分布;随桩长的增加,抗压承载力非线性增加,桩顶沉降量非线性减小;桩长越短,极限侧摩阻力峰值越大;相较于规范计算值,实测桩端阻力、全桩长范围极限摩阻力均值以及抗压承载力均偏小。采用该方法得到的抗压承载力预测值与原位实测值之间相关性较好,相对误差为0.6%~11.6%。对红层软岩地基进行钢管微型桩加固设计时,建议桩端阻力不计入抗压承载力,按纯摩擦桩进行设计,并对规范中的极限侧摩阻力推荐值折减。     

刚柔性桩复合地基性能数值模拟研究

对刚柔性桩复合地基的作用机理、承载性能进行了深入的研究,并采用三维快速拉格朗日方法（FLAC3D）建立了刚柔性桩复合地基数值计算模型,对刚性桩和亚刚性桩的工作机理、垫层效应、传力特性、应力特征及复合地基部分参数对地基加固效果的影响进行了分析,计算及分析结果表明刚柔性桩复合地基能够较好地发挥了桩和桩间土的承载潜能,其形成的复合地基具有良好的加固效果。     

U 型 Twin-PBL 剪力键极限承载力的数值分析

根据端部承压混凝土可提高Twin-PBL剪力键承载能力的特点,提出一种新型的可用于装配式钢混组合结构的间断式U型Twin-PBL剪力键。通过3组推出试验试件的非线性数值模拟分析,研究了这种新型剪力键的极限承载特点和承载力。结果表明：U型Twin-PBL剪力键极限承载能力较普通承压型Twin-PBL剪力键有显著提高,且提高主要来源于端部混凝土承压面积增大,所以混凝土强度的提高对该剪力键承载能力影响明显,而孔中混凝土榫和贯穿钢筋两部分对承载力贡献无明显变化,故而通过修正端承压混凝土面积得到了这种剪力键承载力计算公式。研究结果为装配式钢-混凝土组合梁桥的间断式剪力键提供了新的思路。     

苏拉马都跨海大桥超长桩承载性能试验研究

对印尼苏拉马都跨海大桥9根超长钻孔灌注桩采用自平衡法进行了静载荷试验.测试得到了桩端压浆前后的桩基承载力、桩端阻力及桩侧摩阻力.根据压浆前后的试验数据进行分析,压浆后桩极限承载力提高幅度为10.32%～170%,桩端阻力提高幅度为8.46%～207.6%,侧摩阻力提高幅度为8.32%～120%,整桩承载特性得到明显改善...