离散地层区域摩擦桩承载力的敏感分析

首先对佛山某立交的概况及地质进行了简介。此立交地处鱼塘附近,土层性质变化很大,淤泥层厚度不一。然后对此立交的摩擦桩的承载力进行了敏感分析,并针对其特点对此类地质的下部结构桩基设计提出了建议。     

基于桩-土联合结构理论的摩擦桩承载力研究

钻孔灌注桩基础是目前应用最为广泛的基础形式,现行规范对其竖向承载力计算存在一些疏漏。以桩-土联合结构模型为基础,将桩-土相互作用形象概化为并联弹簧变形分析,确定了桩桩-土间传力模式;分析了桩侧极限摩阻力产生的原因及所谓极值的局限性,并初步验证了试桩中桩侧土软化现象。最后通过案例验证了运用本模型可以对桩径、桩长进行合理选择,避免超长桩的产生。     

结合消阻护筒的试验桩桩侧摩阻力和桩端阻力试验研究

石家庄地铁人民广场站试桩采用静载试验方案加载测试,设计要求除进行承载力测试外,还需确定桩侧各土层的分层极限侧摩阻力和桩端土的端阻力,以及桩侧摩阻力和桩端阻力占单桩极限承载力和承载力特征值的比例。利用消阻双护筒消除无效土层的侧摩阻力,通过桩身应力观测,利用弹性力学公式推算桩身轴力、桩侧摩阻力及端阻力的分布及变化规律,为设计提供依据。结果表明:1)双护筒消阻装置可直接消除无效土层段的侧摩阻力,使试验桩真实反映工程桩的实际承载力、侧摩阻力、端阻力及沉降值;2)达到极限承载力时,桩侧总阻力占比65%~66%,桩端总阻力占比34%~35%;达到承载力特征值时,桩侧总阻力占比76%~80%,桩端总阻力占比20%~24%;试桩承载力类型均为端承摩擦桩;3)局部范围内土层桩侧摩阻力表现为应力和位移的软化特征;4)桩端持力层主要为卵石层,对承载力的贡献平均占比约30%。     

自平衡测试结果等效转换及超长桩应用

介绍自平衡测试结果向传统静载转换的方法，并对泥浆护壁成孔的钻孔灌注超长桩，提出了通过自平衡转换曲线判断极限承载力的方法。     

实测法探求终止压桩力及承载力标准值

通过静力压桩及静载试验求取适合工程情况的终止压桩力与单桩极限承载力的关系;通过钢弦式应力计在预应力管桩中的应用。论述了由测应力计频率到求取单桩极限侧阻力标准值及极限端阻力标准值的过程和原理。     

组合桩极限承载力计算方法的探讨

组合桩是钢筋混凝土桩芯插入水泥土搅拌桩复合而成的新型桩。因组合桩承载力影响因素复杂,其极限承载力计算方法各异。为此,依据各地试验数据并参照各地规程及组合桩承载力机理,通过对桩长范围内的平均侧摩阻力和极限承载力之间关系的分析,引入桩周侧摩阻力调整系数ηs,提出了组合桩竖向承载力的计算公式。通过分析每一组试验的ηs平均和qsp平均,采用数理统计的方法,拟合出ηs平均和qsp平均的关系曲线,并通过各个桩理论承载力和试验承载力散点图的对比,表明所提出的组合桩竖向承载力的计算公式不仅符合实际,而且计算简单,有利于工程人员掌握使用。     

楔形刚性桩承载特性室内模型试验研究

我国对楔形桩的研究始于上世纪80年代,目前在部分工程已经应用。为了研究楔形桩的荷载传递特性,对一个等截面钢桩和两个不同侧壁倾角的楔形钢桩进行了室内静载模型试验。试验结果表明：楔形桩单位体积的承载力比等截面桩大,楔形桩侧壁倾角越大,单位体积的承载力提高幅度越大;桩的楔形侧面有利于发挥桩一土的共同作用,提高单桩承载力,降低桩基沉降。     

摩擦单桩轴向受压承载力

在《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ 024-85)钻(挖)孔灌注桩桩端承载力计算公式的基础上,对国内外相关资料进行调研,收集整理数据较为理想的、能够反映当前桩基使用现状的113根试桩资料,对钻(挖)孔灌注桩的桩端承载力公式进行修订。修订后的公式把承载力极限值计算公式改为承载力容许值计算公式,规定桩端承载力在各持力层土类中的上限值,更加重视现场测试结果的应用,并对桩端沉渣厚度进行限制。修订后的公式对于长桩和大直径灌注桩承载力均有较好的适用性。     

楔形刚性桩承载特性室内模型试验研究

我国对楔形桩的研究始于上世纪80年代,目前在部分工程已经应用.为了研究楔形桩的荷载传递特性,对一个等截面钢桩和两个不同侧壁倾角的楔形钢桩进行了室内静载模型试验.试验结果表明 楔形桩单位体积的承载力比等截面桩大,楔形桩侧壁倾角越大,单位体积的承载力提高幅度越大;桩的楔形侧面有利于发挥桩-土的共同作用,提高单桩承载力,降低桩基沉降.     

基于土体三相性计算单桩竖向承载力的理论分析

建筑桩基技术规范公式得出的单桩竖向承载力在部分工程中与实际偏差较大。桩侧摩擦力公式中土层厚度li直接取单层土层的厚度,而未考虑土层的三相性,实际对桩提供有效摩擦阻力的只是土颗粒的作用,规范以整体提供摩擦阻力的计算法存在缺陷。基于土体三相性考虑,建立桩侧与土的物理力学模型计算单桩竖向承载力,分析得出计算式。通过工程试验与分析结果认为:桩侧有效摩擦厚度与土层的厚度以孔隙比建立其关系,桩侧摩阻力与土层孔隙比的大小成反比,计算结果与实际值吻合较好。     

软土地基摩擦桩承载特性的有限元方法研究

利用有限元方法建立了软土地基中摩擦型桩基础桩土相互作用的轴对称模型,在考虑桩与土摩擦作用的基础上,分析了摩擦桩随桩长变化的承载力特性、摩擦桩桩侧摩阻随桩长的变化特征以及桩身沉降对桩周土体塑性变形的影响.在对软土地基摩擦桩的承载特性进行深入研究的基础上,提出了工程实际中摩擦桩设计合理桩长的概念,为工程师进行桩基方案设计提供了理论依据.     

矩形桩竖向受荷三维弹性变分解

矩形桩作为一种典型的横截面非圆形桩,通常采用等效圆形桩的近似方法来分析,未能从理论上考虑桩-土相互作用。针对该问题,结合复变函数保角变换技术提出一种适用于竖向受荷矩形桩的三维弹性变分方法。基于最小势能原理和变分法获得桩位移函数和土竖向位移传递函数的控制微分方程,为克服土体位移传递函数求解域边界形状复杂的困难,应用保角变换将桩-土接触面的复杂边界形状转化为简单边界,并获得了桩位移函数的解析解及土体竖向位移函数的半解析解。使用MATLAB软件编制相应的分析程序,并将分析得到的结果与有限元分析及现有解答进行对比。最后,对影响桩沉降的主要因素进行参数分析。研究结果表明：所得解与有限元分析结果吻合得更好,证明了所提分析方法的正确性;摩擦桩量纲一化的桩顶刚度随桩-土模量比的增加逐渐减小,当桩的长细比增加到某数值时,其对桩顶刚度的影响可忽略不计,即摩擦桩存在有效桩长;相对于摩擦桩,当桩-土模量比较大时,其对端承桩的桩顶刚度影响较小,当端承桩长细比足够大时,可转化为摩擦桩;桩顶刚度随土体泊松比先减小后增加,间接表明其不仅受土体抗剪强度的影响,而且受土体压缩性能的影响;在相同混凝土用量下,当桩-土模量比较小时,与等横截面面积圆桩相比,矩形桩的桩顶刚度明显大于圆桩,当桩-土模量比超过某数值时,二者桩顶刚度逐渐趋于一致;当桩-土模量比较小时,等横截面面积矩形桩随横截面长宽比的增加,桩顶刚度增加。     

准双曲面齿轮有摩擦承载接触分析

本文推导了准双曲面齿轮有摩擦承载接触问题的数学规划解法，首先采用有限元方法计算工作齿面网格结点的柔度张量，并通过插值和叠加获得一对啮合齿在各接触位置上接触椭圆长轴离散点的综合柔度，然后结合齿面几何因素（包括齿面间隙，滑动系数，法矢和切矢对于转轴的矢径等）建立了接触问题的线性规划模型，采用载荷增量法求解了摩擦的接触变形过程，本文还以一对准双曲面齿轮为例，进行了整个啮合过程的承载接触分析。     

深厚软土地基超载预压对桥梁桩基负摩阻力的影响

软土地基上的基桩,由于桩周土的向下运动,土与桩的摩擦增加了桩的下拉荷载,这就是桩侧的负摩阻力,负摩阻力的存在增大了桩基的变形甚至导致破坏。对此,以瓯飞堤穿越深厚软土区大桥群桩基础为工程实例,采用理论计算及三维有限元数值计算手段,分析工程实施过程中附加荷载施加对既有桩基工作环境影响。结果表明:由于负摩阻力的作用,桩身轴力随着深度的增加先增大后减小;桩侧摩阻力沿深度呈非线性变化;位移中性点位于黏土层与圆砾层交界处;群桩中各基桩空间分布不同,附加荷载引起同一承台下基桩-土变形协调存在差异,对桥桩安全监测应具有针对性。     

方钢管混凝土轴压短柱的力学性能

根据统一强度理论,综合考虑了方钢管混凝土的材料特点,引入了考虑厚边比影响的等效约束折减系数,将钢管混凝土角部非均匀的约束力转化为均匀的约束力,从而将方钢管对混凝土的约束等效为圆钢管对混凝土的约束。在厚壁圆筒的统一强度理论解的基础上,推导了计算钢管混凝土极限承载力的公式,并用该公式对文献资料数据进行了计算对比。结果表明:该公式有很强的适用性,对发挥材料潜力、节约材料很有意义。     

隔离桩法消减桩基边载负摩阻力的试验研究

土表边载作用下黏土中桩基多承受复杂的负摩阻力作用,可能造成桩基或上部结构损坏,研究隔离桩法消减边载负摩阻力作用具有重要的意义。设计并开展了黏土中单侧堆载作用下桩基模型试验,测定了桩身应变、桩顶位移以及土表沉降,研究了隔离桩间距、刚度、桩型对工程桩轴力及弯矩的影响及其随黏土固结的时间效应。试验结果表明,工程桩弯矩较快达到峰值并随固结时间而减少,桩顶水平位移较桩顶沉降更早趋于稳定;设置隔离桩可有效降低工程桩轴力、弯矩和边载负摩阻力,当桩间距大于4D后,对轴力的消减效果受桩间距的影响降低;增大隔离桩抗弯刚度、近土表处加设翼板可以有效减少边载负摩阻力作用,当隔离桩间距较大时,建议在隔离桩侧加设翼板以提高阻隔效果。     

桩端后压浆桩轴向承载力

在<公路桥涵地基与基础设计规范>(JTJ 024-85)中,没有条款涉及桩端后压浆技术.对桩端后压浆桩的设计方法进行研究,分析桩端后压浆提高桩承载能力的机理,基于69根试桩的试验数据,在新规范(JTG D63-2007)中,提出桩端后压浆桩的压浆量和承载力计算公式,并给出计算公式中的关键参数包括注浆量经验系数αp、桩侧阻增强系数βsi以及桩端阻增强系数βp等的取值.结合一个工程实例,验证所提出的桩端后压浆桩的设计方法的适用性.     

浸水状态下湿陷性黄土场地螺旋灌注桩负摩阻力与土体湿陷规律试验

为深入揭示大厚度黄土地区黄土湿陷特征、水分入渗规律、湿陷范围以及黄土湿陷对长螺旋灌注桩与双向螺旋挤土灌注桩负摩阻力变化的影响等问题,在兰州榆中大厚度湿陷性黄土场地进行了4组双向螺旋挤土灌注桩与2组长螺旋灌注桩浸水载荷试验。试验结果表明:浸水试坑内与试坑外浅标点的湿陷沉降量与时间变化规律基本一致;土体湿陷具有明显的阶段性,并非整体一次完成;土体在不同深度处发生湿陷的时间、湿陷总量各不相同,且深标点整体的湿陷沉降较浅标点发生更加充分;径向与竖向水分入渗速率整体呈函数型衰减,竖向入渗速率是径向的1.5~3.0倍,提出了通过水分入渗速率确定湿陷范围的计算方法,并与试验结果进行对比;土体湿陷竖向深度在24 m范围内,径向在10 m范围内,建议湿陷性黄土地基处理时将竖向24 m、径向10 m作为参考范围;同一工况下双向螺旋挤土灌注桩受到的负摩阻力明显大于长螺旋灌注桩,确定双向螺旋挤土灌注桩桩侧负摩阻力大小时,应将距离桩心0.75D为半径的圆周范围内丧失湿陷性的土体考虑进去,且受力面积按1.5倍桩侧表面积等效放大。     

岩溶区摩擦桩桩长优化设计方法及其应用

为优化岩溶区桥梁摩擦型桩基的设计计算,针对湖南省衡桂高速公路沿线岩溶区部分桥梁采用的摩擦桩进行桩长优化分析与计算,基于桩端不同的支撑条件与模型给出了2种不同的桩长计算方法,同时也给出了桩端嵌岩深度的优化确定方法。工程实例对比分析表明：与原设计方案相比,除极少部分桩的桩长保持不变或略有增加外,大部分桩的桩底标高得到提升,相应的桩长明显降少,达到了方便施工、缩短工期及节约成本等目的。     

黏性土地基中摩擦型能量桩现场热响应试验

温度作用下摩擦型能量桩不仅会引起桩体热应力,而且会引起桩体位移.针对黏性土地基中摩擦型能量桩开展现场热响应试验研究,实测进/出口水温、桩体温度以及桩体热应变与热应力等变化规律;分析能量桩换热功率、桩体轴向约束应力、侧摩阻力、轴向相对位移以及中性点位置等热力响应特性.研究结果表明:试验条件下,3.0 kW恒定输入功率时,...