悬索桥锚碇桩式基础位移及受力分析

悬索桥锚碇可以采用群桩基础替代常用的重力式基础,通过分析已建成工程实例锚碇桩基础的布置方式、直径、土体效应对桥梁位移的影响,证明大直径群桩比小直径群桩及斜桩刚度大,抵抗水平荷载能力强.采用考虑摩擦滑动的桩土单元的有限元法,分析马鞍山长江公路大桥管柱基础锚碇方案的水平位移、竖向位移和桩侧土体应力所处的力学状态,结果表明:管柱基础锚碇的水平位移可以满足大跨悬索桥正常工作需要,桩侧土体应力在弹性范围之内,不至于产生蠕变导致锚碇后期水平位移的增加.     

地铁车站施工近接既有桥梁桩基础变形及地表沉降规律分析

以北京地铁6号线开挖地铁车站时近距离穿越桥梁桩基础为依托。采用三维弹塑性有限元数值模型对车站施工穿越桩基础过程进行动态模拟,分析了桩基础水平位移、竖向位移以及地表沉降的变化和分布规律。提出对桥桩进行地面预注浆的加固方案,并建立注浆加固强度分别为100,150,200,250 MPa和300 MPa的工况,分析其加固效果。结果表明:车站主体开挖是影响桩基础水平位移和竖向位移的主要施工阶段;车站竣工后,远、近侧桩竖向位移方向相反,远侧桩水平位移沿桩身呈现出两端小,中间大的规律,近侧桩则呈两端大,中间小,远、近侧桩的竖向位移沿桩身分布较为均匀;地表沉降槽在各施工阶段均以车站中线对称分布,其中拱部施工阶段引起的地表沉降值最大,约占总沉降量的48.9%;当注浆加固到100,150 MPa后,桩的最终水平位移分别减小了21.4%,28.4%,但注浆强度达到200 MPa以后对桩水平位移的进一步控制不显著,建议增加加固措施;桩的最终竖向位移随注浆强度的提高依次减小了57.7%,81.1%,92.6%,99.5%,93.7%,加固效果明显,建议注浆加固强度控制在200~250 MPa为宜。     

高桩承台群桩基础水平位移计算与分析

水平位移是基础设计的一项重要参数。采用数值分析方法对高桩承台群桩基础进行简化和理论推导,提出了符合实际且简单的理论计算公式,作为高桩承台群桩基础初步设计方案拟定阶段依据。采用有限元分析方法对龙山大桥主墩高桩承台进行模拟计算。结果表明:桩基自由长度和桩径对于高桩承台桩顶水平位移影响非常明显,根据双排桩推导的理论公式对于多排桩基同样适用。     

高陡斜坡作用下群桩基础设计计算方法

基于陡坡双桩柱基础探讨了陡坡群桩基础承载机理,提出了陡坡与群桩相互作用简化分析模型,得到了陡坡群桩基础的等效分析模型,即侧向受荷高承台嵌岩群桩基础分析模型;综合考虑滑坡推力与简化分析模型建立了基于结构位移法的陡坡群桩基础计算分析方法,并提出了同时考虑稳定安全与经济最优的陡坡群桩基础优化设计方法。研究结果表明：陡坡群桩基础应尽量减小承台底部至最危险滑动面的距离,嵌岩深度为4倍桩径时能满足工程要求,群桩基础至坡面的距离不小于4倍桩径要求时符合工程实际。     

冲刷效应对群桩基础抗震能力影响及改善措施浅析

以工程实例群桩基础为背景,采用Pushover分析方法,建立群桩基础弹塑性分析模型,分析了冲刷效应、设置斜桩、增加桩基配筋率三种因素对群桩基础抗震能力的影响.结果表明,群桩基础屈服和极限状态对应的侧向抗力与水平位移对冲刷深度有着较强的敏感性;设置斜桩和适当增加桩基配筋率能在一定程度上改善群桩基础的抗震能力.     

软土场地桥梁桩基础计算中m法与p-y曲线法研讨

桥梁桩基础计算中,m法只适于桩顶位移较小的情况,而在软土场地中,由于风、地震、波浪等因素影响,桩侧土体已进入非线性变形状态,桩顶位移较大,因而m法的适用性值得商榷。文中将p-y曲线法用于桥梁桩基础计算,通过与试验结果的对比证明此方法的合理性,同时对p-y曲线法进行参数分析,进一步与m法对比研究,得出m值在不同桩顶水平位移下的折减曲线。     

桥梁群桩基础非线性受力特征及影响参数分析

作为与墩身一起共同构成抵抗水平地震作用的结构构件,桩基础的抗震设计方法及计算模型将影响着桥梁工程的整体抗震性能。由于桩基础的非线性同时涉及到地基土及桩身构件的非线性,因此其非线性特性极为复杂。提出了群桩基础非线性静力计算模型,并通过拟静力试验进行了验证。利用该模型系统研究了群桩基础的非线性受力特征,总结了主要参数的影响规律。研究结果表明:(1)提出的群桩基础非线性静力计算模型可较好地模拟地基土及桩身的非线性。采用分布PM塑性铰可模拟变轴力作用下桩身的弹塑性,追踪桩身塑性铰的产生过程及分布特征。(2)群桩基础中的单桩初始屈服后,群桩基础承载能力还可继续增加,单桩屈服对应的水平荷载并不能代表群桩基础的水平极限承载能力。(3)提高桩身配筋率能同时提高桩基础的极限承载能力与极限位移,提高桩身含箍率可显著提高桩基础的极限位移。(4)墩高对桩身塑性铰分布影响较大。增加墩高时,塑性铰的分布逐渐向桩顶移动。对于高墩桩顶为薄弱部位,而对于矮墩地面以下某一部位桩身截面为薄弱部位。     

水平循环荷载下饱和软土地基单桩基础模型试验研究

通过水平循环加载装置对某工程饱和软土地基单桩基础开展了水平循环荷载模型试验研究,探讨单桩基础的水平承载力和循环变形特性。结果表明:①桩周地基土体有不同形态的裂缝,桩周土软化后上部地基土会丧失部分承载力,危及桩基及上部结构的安全;②随着循环次数增加,桩身位移逐渐增大,建立了一种新的桩基位移预测计算模型,可根据该模型推算循环荷载条件下的桩基位移;③桩身最大弯矩值也随着循环加载次数的增加而显著增大,最大弯矩点出现于桩身的（3～4） D深度处。建议在设计规范中应充分考虑桩身弯矩的循环累积增大效应,在设计时应有足够的安全系数。     

大直径嵌岩灌注桩水平荷载试验研究

桩在水平荷载作用下的受力性状是一个复杂的桩土相互作用过程。本文结合工程实例,通过现场水平静载试验,实测得到了水平荷载作用下大直径嵌岩灌注桩桩土共同作用时的工作性状,分析了桩体水平力、位移与时程关系、水平力与位移梯度关系、临界承载力以及地基土的水平抗力比例系数。试验结果可为今后同类桩的设计与研究提供参考。建议采用位移控制设计桩基础。     

软土地区高桩承台结构斜桩应用数值模拟

通过Plaxis二维有限元计算软件模拟软土地区高桩承台结构应用斜叉桩后墙后土压力、墙体位移,以及墙体位移与叉桩倾斜角度的变化趋势,根据软件计算结果分析得到:挡墙结构应用斜叉桩基础后可以有效减少挡墙底板位移及前排钢板桩承受的弯矩、剪力,且叉桩角度设置在6°时,应用斜桩基础对挡墙位移的减少最明显,桩基经济性最好.     

岛状多年冻土路基年周期性侧向位移试验研究

在岛状多年冻土区,冻土路基的自适应侧向变形季节性特征较明显,当变形过大时,极易诱发纵裂、滑坡等严重的路基病害,因此准确掌握该类路基侧向位移的规律特征,是提高公路设计质量、保障公路安全通行的关键。因此,以实际工程为依托,选取代表性路基试验断面,通过对工后一年内路基土体侧向位移的试验观测,发现岛状多年冻土路基年周期性侧向位移具有明显的阶段性特点。其中,由于水分迁移导致的位移累积曲线近似呈S状,年周期内路基侧向变形最大位置一般位于路基活动层附近;根据试验结果的对比分析,揭示了冻土上限覆土厚度、含水率对路基侧向位移的影响作用。     

条形面板加筋土挡墙拓宽旧路基的三维数值模拟分析

采用ABAQUS软件对条形面板加筋土挡墙拓宽旧路基建立三维弹塑性有限元模型,将新老路基与地基作为一个整体考虑,计算并分析不同工况新旧路基位移与应力分布、面板侧向位移、旧路基变形特征以及筋材应变的变化规律.结果表明,该三维有限元模型能够很好地模拟加筋拓宽路基变形、基底土压力变化、墙面侧向位移以及土工格栅应力应变的分布规律.     

利用多条极小间距矩形顶管建造大型地下商业空间的设计与施工技术

为解决在无明挖条件下下穿大直径管线的施工需要,佛山市越秀星汇云锦地下空间开发项目首次通过4条顶管极小间距并行的方式设计建造了一个互通的地下空间,如此小间距的大断面顶管此前尚无先例。针对这一特殊的结构形式,介绍工程实施过程中遇到的一些特殊问题,如特殊工作井设计、为满足开洞需要采取的超长管节设计、管节穿锚索防侧移设计、复杂地质条件下的冻结开洞及顶管内部进行地基加固等,并介绍工程完成的良好效果,证明了近距离大断面机械顶管的可行性,提出了该方法存在的一些不足。     

近海淤泥地层超大直径盾构工作井设计

随着城市建设的推进,超大直径盾构隧道逐渐涌现于各种重大工程之中,而大尺寸、超深工作井也随之得到了应用。如何更好地对工作井的围护及结构进行设计,成为了超大直径盾构研究的重点之一。本文以珠海某近海淤泥地层超大直径盾构工作井为例,通过启明星软件对其围护结构的安全性及侧移进行了分析计算,同时采用Midas Civil软件建立三维模型,计算其结构弯矩及剪力,结果表明该工作井方案能满足各规范的要求,可为类似工程提供借鉴。     

大桥深水基础方案设计与施工及经济性研究

大桥深水基础方案设计在技术上如能很好地与环境相适应,可以达到经济上更合理,现以2座大桥基础工程实例进行分析。肇庆西江公铁两用大桥水中4号墩基础外形与高承台管柱基础基本相似,采用全钢外壳,由于在施工中无需承受震动打桩机的强力冲击,所以结构截面比较轻型,用钢量并不高,且有相当一部分系使用后可以回收的常备式杆件,故在经济上更具优势而且工期也短。泰州长江公路大桥中塔沉井基础高76 m,分为12节,沉井平面布置12个大井孔,与当时在长江中习惯采用的大直径深钻孔集群桩基础方案相比,该沉井基础在材料上更节省,工艺上更简单,且在受力性能和经济性方面明显占优,具有明显的技术优势。     

TBM盘形滚刀磨损与滚刀滑动距离关系研究

盘形滚刀磨损是制约TBM掘进效率和施工成本的重要因素。为研究滚刀滑动对滚刀磨损的影响,提出了"一次侵入位移"的概念,应用质点的运动合成原理推导出了考虑滚刀刀刃宽度影响的一次侵入位移及滚刀滑动距离的计算公式,研究一次侵入位移的影响因素以及滚刀磨损与滑动距离的关系,基于上述研究分析秦岭隧道TB880E型TBM滚刀滑动磨损系数分布规律。研究表明:1)滚刀破岩过程中,刀刃相对开挖面岩石除滚动外,还产生相对滑动;2)中心区域滚刀侧向位移分量最大,滚刀磨损以剪切破岩和滑动磨损为主,中心区域以外滚刀沿掘进方向位移分量最大,滚刀磨损以碾压破岩和滚动磨损为主;3)应进一步综合考虑滚刀破岩量、滑动距离以及二次磨损等因素对滚刀磨损的影响。     

考虑刀盘摩阻因素的盾构施工引起地层横向位移分析

为了全面和准确地计算盾构施工引起的地层横向总位移值,依据弹性力学Mindlin解,在已有研究的基础上,增加考虑面板式及辐条式刀盘的摩擦力对地层横向位移的影响,给出刀盘的简化计算模型,通过坐标转化和积分的方法分别推导2种结构形式刀盘正面及圆周面摩擦力产生的地层横向位移计算公式,并采用位移叠加的方法,给出盾构施工引起地层横向总位移计算公式,并对已有工程算例计算和分析,将结果与实测值对比。结果表明：计算结果可以反映盾构施工阶段地层横向变形的特点;在盾尾附近的一定范围内,同步注浆压力和盾壳摩擦力对地层横向位移的影响程度较大,为主要影响因素;在刀盘附近的一定范围内,盾壳摩擦力,刀盘圆周面环向摩擦力和刀盘正面摩擦力对地层横向位移的影响程度不可忽略;各因素产生的地层横向位移值随着深度的增加而衰减并向深层土体逐渐扩散;地层横向位移值受刀盘不同结构形式的影响程度较小,分布规律相仿;在刀盘推进面周围的一定范围内,地层横向总位移值正负区域的分布与刀盘的旋转方向有关。     

红水河斜拉桥在车辆通过时的动力响应分析

通过理论计算和现场实测,分别得出红水河铁路斜拉桥在机车通过时的动力响应,并将两种方法得到的结果进行分析和比较。结果表明,红水河铁路斜拉桥在机车荷载作用下的横向动位移幅值介于0.6~1.4 mm之间,动挠度幅值介于17.9~20.2 mm之间。计算结果与实测结果接近,较客观地反映了桥梁结构的动力响应规律。     

浅埋超大直径盾构隧道千斤顶推力对衬砌管片受力变形的影响研究

为研究浅埋超大直径盾构隧道在不同千斤顶推力及偏移作用下的衬砌结构受力及变形规律，运用有限元软件ABAQUS建立考虑水土压力、盾尾刷反力、千斤顶推力的盾构隧道衬砌管片三维模型，并分析衬砌管片在盾构直行、上行、下行以及左行条件下发生偏角时的衬砌内力及变形情况。结果表明： 1）千斤顶推力对衬砌管片的影响范围主要为前8环，明显反应在前3环，且环内最大错台位置主要集中在封顶块位置附近； 2）盾构掘进方向主要影响该方向的管环位移，对垂直方向的管环位移基本无影响； 3）拱顶/拱底主要受俯仰偏角影响，不受横摆偏角作用，拱腰则对横摆偏角更为敏感，受俯仰偏角影响较小； 4）当千斤顶发生俯仰偏角时，向下偏角极易引起前几环管片的应力激增； 5）当千斤顶发生横摆偏角时，同侧偏角更易引起该侧管片的位移及应力激增。     

降水对超大基坑及周边建筑物的影响研究

以深圳地铁7号线华强北站超大基坑工程为依托，基于FLAC3D流固耦合模拟分析基坑降水对基坑及基坑周边建筑物的影响规律。通过分析比较不同降水量，对基坑的变形、基坑周边建筑物不均沉降及倾斜的影响，揭示了基坑的侧向位移、基坑周边建筑物不均匀沉降量、倾斜量随单步降水量的增加而增大总体趋势及后续降水过程的影响较前期更为显著的总体规律。