桥梁桩基础有限元模型研究

根据现行桥梁基础规范的计算理论,研究了通用有限元程序建立完整桥梁桩基础模型的方法:用一系列水平弹簧模拟桩侧土对基桩的水平反力作用;用一桩底竖向弹簧来模拟桩底土对基桩的支承反力;用一系列竖向弹簧来模拟桩周土摩擦力的作用。首先,结合以前的研究基础给出了水平弹簧和桩底竖向弹簧刚度的计算公式,然后根据桩侧摩擦力产生原理,重点详细推导了桩侧系列竖向弹簧刚度的计算公式。最后,根据桩基础计算的特点,对桩基础建模过程中值得注意的特殊问题进行了说明:包括承台与桩顶的连接要求、弹性模量的折减、地面线以下桩自重按一半考虑以及桩侧竖向弹簧刚度计算公式的适用范围。     

考虑桩与冻土相互作用的单桩轴向静载数值分析

依据弹性地基梁的基本理论,提出了冻土弹簧刚度的计算方法,依托格尔木多年冻土桩基试验场试验桩,采用ANSYS中的实体单元和弹簧单元模拟桩与冻土的相互作用,基于“m”法建立了单桩桩土空间体系的有限元模型,进行轴向静载分析,有限元计算结果与实测值吻合较好,并与RANDOLPH法进行了比较。结果表明:文中提出的土弹簧刚度的计算公式能更好地反映多年冻土区桩土的相互作用效应,证明了该文方法的可行性。最后通过参数分析,给出了格尔木多年冻土区试验桩地质条件下单桩影响半径系数的取值范围,讨论了“m”值及配筋率对单桩Q-S曲线的影响。     

影响钢板弹簧刚度和弧高因素的分析探讨

目前对钢板弹簧的计算方法有很多种,如ADAMS建模分析、共同曲率法及集中载荷法等,但影响钢板弹簧刚度的因素较多,理论计算与实际结果总存在偏差。本文通过对多架钢板弹簧的自由刚度、夹紧刚度、自由弧高、夹紧弧高等参数的测量,从试验数据中统计出钢板弹簧刚度在计算时的无效长度系数及修正系数等参数。并根据无效长度系数,通过Catia模拟出钢板弹簧夹紧前后弧高变化量。这样所得的计算结果更加贴近实际状态,对悬架系统设计和开发提供参考。     

膜片弹簧大端载荷与变形特性计算方法的误差分析

针对利用A-L方法计算膜片弹簧载荷-变形误差较大的问题,归纳出解决该问题的3种方法:理论公式求解法、修正公式法、有限元法,分析了利用3种方法计算膜片弹簧的大端载荷-变形特性误差产生的原因,指出,对于工程应用,比较好的方法是将理论公式求解法、修正公式法、有限元法综合使用后建立经验公式.     

基于p—y曲线法的高桩码头有限元分析

利用有限元软件ANSYS对高桩梁板式码头整体结构进行三维有限元分析。在桩土相互作用的处理中,采用复合地基反力法即p-y曲线法模拟土体,将土体离散成法向与切向非线性土弹簧,分别模拟桩侧土抗力与桩的侧摩阻力及桩端阻力,这较之前常用的按照嵌固点计算的常规算法更能使得进行结构计算时反映出真实情况。通过计算分析,得到基于复合地基反力法的桩基的弯矩与剪力图。比较在同等荷载作用下基于p-y曲线法与常规算法下两种有限元模型的计算结果,通过桩的轴力、弯矩及剪力等计算结果的比较分析得到两种计算方法的差别,为高桩码头的设计计算提供参考。     

应用ABAQUS软件进行钢板弹簧精益设计

汽车钢板弹簧是重要的高负荷安全部件。实际工作中,钢板弹簧同时存在大变形、预应力和各叶片间的接触等多种非线性响应。传统的设计计算方法,是基于材料力学线性梁理论,设计计算中进行了过多的简化,不能确切地反映其力学本质。在实践上,汽车钢板弹簧也确实常常发生一些传统的设计计算方法不能解释的问题。因此汽车界迫切需求对钢板弹簧精益设计。文章提出应用ABAQUS技术对汽车钢板弹簧进行精益设计方法,在分析过程中精确模拟板簧的夹紧,承载过程及大变形工作时各片的应力响应,各片间的接触压力等,从而可以实现钢板弹簧的精益设计。     

膜片弹簧疲劳强度可靠性计算方法

本文提出了汽车离合器膜片弹簧疲劳强度可靠性计算方法。算例所得计算结果与计算机模拟结果相吻合,并得到室内台架疲劳试验验证。     

非线性土中单桩P—Δ效应有限元法计算分析

基于地基土线性假定的单桩P-Δ效应分析研究较多,但基于地基土非线性假定的单桩P-Δ效应分析研究极少。为此,提出等效多段折线弹簧模拟非线性地基土的P-γ曲线,应用有限元法进行非线性地基土中单桩P-Δ效应分析。同时对等效多段折线弹簧模拟非线性地基土P-γ曲线的具体细节进行了总结,以确保计算精度。最后,应用MidasCivil程序建立了有限元模型进行了算例分析。结果表明,等效多段折线弹簧模拟P-γ曲线后应用商业程序计算基桩P-Δ效应是非常便捷的方法,具有工程实际意义。     

圆形地连墙设计关键问题及轴对称有限元法

为完善圆形地连墙设计理论,探讨了现行规范方法的力学概念、环向应力计算方法、土-结构相互作用及环向刚度折减系数等关键问题,基于薄壳理论推导了地基双向弹簧条件下圆形地连墙的基本微分方程,改进非线性土体弹簧模型以考虑土压力发挥极限值所需的位移,引入连续弹簧模拟环形内衬,采用增量法计入施工过程影响,并编制了有限元程序;同时,提出采用单元体试验研究圆形地连墙环向刚度折减系数取值方法,考虑接缝刚度与宽度、地连墙半径、槽段平均长度等因素建立了折减系数计算公式,最后,以阳逻大桥圆形锚碇基坑工程为例进行了计算与对比分析。结果表明:典型条件下折减系数为0.467~0.679;该方法位移计算值与实测值基本吻合,克服了现行方法无法分析支护结构环向应力及地连墙两侧土压力发展过程的缺陷;计算参数物理意义明确、易于获取,可为工程设计提供较为全面的参考依据。     

少片弹簧的计算及其尺寸参数的选择

本文介绍了宽度不变的抛物线叶片弹簧和梯形断面弹簧刚度的计算方法,以及少片弹簧应力的计算方法。探讨了少片弹簧参数的优选,并以重量最轻为目标函数进行了优化设计,而后举出实例进行计算。通过实测值和计算值的对比,证实了采用本方法设计少片弹簧可获得最佳方案,且计算精度高、简便。     

中欧规范桩基竖向承载力计算对比研究

通过比较《铁路桥涵地基和基础设计规范》与《European Committee for Standardization》（欧洲规范）桩基承载力计算方法的异同点,并依托京沪高速铁路北京至徐州段的桩基静载试验及地质勘察资料,提出一种基于铁路桥涵规范的桩基设计计算方法,以直接得到欧洲规范设计值的近似值,解决了中方和外方设计结果相差较大的问题。     

螺杆桩承载机理及承载力计算方法研究

依托昌景黄高铁螺杆桩地基处理工程,通过数值模拟,对比研究直桩和螺杆桩竖向承载特性,分析极限荷载下不同螺距螺杆桩桩周土体破坏模式,并对螺杆桩单桩承载力计算方法进行探讨.结果表明:与同直径直桩相比,螺杆桩极限承载力提高约30％;螺距的大小对桩周土体的破坏形式有所影响,螺距较小时,桩周土体形成圆柱形剪切破坏面,螺距较大时,桩...     

公路桥梁嵌岩桩嵌岩深度计算

本文深入探讨了嵌岩桩的荷载传递机理,对目前规范采用的嵌岩桩嵌岩深度计算方法进行了深入分析,针对规范方法没有考虑桩身转动时桩尖断面与基底岩接触面上产生的反力矩等有利条件的影响而导致最后的计算结果偏大的不足,提出了两种修正方法。最后还通过具体计算实例进行了分析验证。     

p-y曲线法研究现状及存在的问题分析

对于承受水平荷载作用桩基的设计与计算,我国桩基规范,公路桥涵地基与基础设计规范等只纳入了K法和m法。p-y曲线法较好地反映了桩土共同作用的变形特性,是计算水平受荷桩的重要方法之一。在对p-y曲线法目前的研究现状进行总结的基础上,对其存在的问题进行分析,并提出今后研究的方向。     

基于双参数法和加权残值法的锚拉抗滑桩内力分析

由于锚拉抗滑桩作为一种新型抗滑支挡结构,还没有一种规范的方法对其内力设计计算方法进行说明.于是基于双参数法和加权残值法原理,引入B样条函数作为试函数,提出了一种计算锚索抗滑桩全桩内力的新方法.该方法将锚拉力作用于桩顶,考虑各种桩底支承条件,针对受荷段和锚固段控制微分方程的不同,采用子域最小二乘配点加权残值法,得到了全桩内力计算的普遍计算程式,并编制了相应计算程序.同时此法可对全桩进行整体分析,无需对抗滑桩分滑动面上下两部分分别进行计算,也可考虑桩顶位移与锚索水平位移相协调.将本方法应用于2个工程实例的分析,并与传统的查表法和有限差分法进行比较,分析计算表明该法只需划分极为稀疏的网格就可达到很高的计算精度,而且计算所费时间极短,可大大提高计算效率.     

基于美国标准的深层水泥搅拌桩地基处理设计应用

介绍了美国联邦公路管理局水泥搅拌桩设计方法和计算步骤,分析了美国标准和中国标准水泥搅拌桩设计方法的区别,并以马来西亚砂拉越州第二干线公路项目中软基处理的水泥搅拌桩设计为例,开展美国标准下水泥搅拌桩地基处理设计方法及计算理论分析.     

中孟单桩竖向抗压承载力确定方法对比

针对中孟两国所用单桩竖向抗压承载能力值确定方法的差异性，将国内外竖向抗压试验设备、试验方法、数据处理方法及单桩竖向承载能力特征值确定方法进行对比，结果表明:静载试验方法与理论计算方法均存在较大差异。依托孟加拉达卡地区电网扩容和升级项目，将孟加拉国使用的循环荷载试验法所确定的单桩竖向抗压承载能力特征值、中标采用经验参数法与孟加拉国采用标贯法确定的单桩竖向抗压承载能力设计值结果进行对比分析，得出中孟两国所用理论计算方法确定的单桩竖向抗压承载能力设计值相近，而理论计算结果相较于孟加拉国项目采用循环荷载试验法确定的单桩竖向抗压承载能力特征值偏小，提出了中孟两国理论计算方法与试验法所得结果之间的转化关系。     

微型钢管桩用于滑坡治理及理论分析

结合长阳县红岩溪滑坡的地质结构特征,对边坡治理工程中的微型钢管桩设计进行了改进,探讨了微型钢管桩的抗滑机理,并通过设计和计算证明,用微型钢管桩能有效地治理滑坡;针对微型钢管桩的抗滑机理尚未形成一套较为成熟的理论,文中以两种计算方法对比分析了微型钢管桩加固边坡的稳定性,结果表明,采用类比法进行微型钢管桩设计是适宜的。     

圆形和环形截面抗滑桩的非均布配筋计算方法

对大截面抗滑桩考虑非均布配筋可以大大降低配筋量。从受力特点、计算简便性以及布筋要求等方面对抗滑桩和其他定向受力桩作了定性对比分析。以《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002)中圆形与环形截面受弯构件配筋计算公式为基础,推导了圆形与环形截面抗滑桩120°夹角非均布配筋计算公式,进行了算例对比分析和经济配筋定量计算探讨。结果表明:计算方法是经济合理的;抗滑桩的总配筋量与构造配筋率近似成正比,构造配筋率取0.2%(预制桩为0.8%)时配筋最为经济。     

土岩“二元基坑”吊脚桩支护体系锁脚锚杆预加轴力计算方法研究

为解决土岩二元基坑吊脚桩支护体系中吊脚桩、岩肩与锁脚锚杆之间的相互作用力学机制,根据吊脚桩桩底位于岩质边坡潜在滑动面的位置,分别提出锁脚锚杆预加轴力的计算方法： 1)当吊脚桩位于潜在滑动面以下位置时,锁脚锚杆的预加轴力等于岩层基坑未开挖时的被动区合力减去岩肩能提供的反力; 2)当吊脚桩位于潜在滑动面以上位置时,锁脚锚杆的预加轴力等于滑块对吊脚桩嵌固段的推力加上岩层基坑未开挖前被动区的土压力。并给出2种工况下锁脚锚杆预加轴力的计算公式。最后通过有限元方法进行数值验证。结果表明： 按照提出的计算方法得到的锁脚锚杆预加轴力基本合理。