设计参数对斜坡桥基承载能力的影响分析

采用有限单元法，通过改变影响斜坡桥基承载能力的各设计参数，对不同斜坡坡角、桩径、桩长、桩身材料以及岩石特性情况下桥基的承载能力进行研究，得出了各有关参数对斜坡桥基承载能力的影响规律，对斜坡桥基的设计具有一定的指导意义。     

斜坡桥基力学性能控制指标回归分析研究

利用数理统计理论,通过对影响斜坡桥基承载力的各因素,包括桩径、桩长、桩身材料、岩体特性、桥基位置及斜坡坡度等进行回归分析,拟合出求解斜坡桥基承载力的一般表达式,对斜坡桥基的设计具有一定的指导意义。     

斜坡桥基力学性能控制指标回归分析研究

利用数理统计理论,通过对影响斜坡桥基承载力的各因素,包括桩径、桩长、桩身材料、岩体特性、桥基位置及斜坡坡度等进行回归分析,拟合出求解斜坡桥基承载力的一般表达式,对斜坡桥基的设计具有一定的指导意义。     

斜坡桥基结构优化设计方法探讨

利用结构分析理论,建立了斜坡桥基优化问题的数学模型,提出了斜坡桥基优化设计的两个目标函数:一是桩基容许承载力、二是结构总体积最小。并引入了蚂蚁算法的精英蚂蚁寻优策略,以伪代码形式给出了优化算法的基本步骤,为斜坡桥梁基础优化模型的求解提供了切实可行的优化算法,实现了斜坡桥基的结构优化,对斜坡桥基的设计具有一定的指导意义。     

斜坡桥基结构优化设计方法探讨

利用结构分析理论,建立了斜坡桥基优化问题的数学模型,提出了斜坡桥基优化设计的两个目标函数：一是桩基容许承载力、二是结构总体积最小。并引入了蚂蚁算法的精英蚂蚁寻优策略,以伪代码形式给出了优化算法的基本步骤,为斜坡桥梁基础优化模型的求解提供了切实可行的优化算法,实现了斜坡桥基的结构优化,对斜坡桥基的设计具有一定的指导意义。     

山区斜坡桩基地震响应的离心模型试验

为探讨地震对山区桥梁斜坡桩的影响,在土工离心机上进行坡顶平地桩、斜坡上单桩及1×2群桩的振动台试验。通过安装的加速度计、激光位移计及桩身应变片实测在不同加速度峰值的El Centro波作用下,斜坡场地各点的加速度时程、各桩截面的应变量及桩头位移值,由此分析斜坡场地各点的加速度放大系数及位移时程,各桩截面的弯矩及水平变位。然后,结合OpenSees进行数值模拟分析,探讨斜坡场地地震效应、桩与斜坡共同工作特性以及桩基残余变形发展特性等。研究结果表明：在各级地震荷载下,斜坡单桩与1×2群桩在地面处位移约为40 mm,桩顶累积变形量则分别达到90,50 mm,峰值弯矩达到1 120 kN·m;斜坡场地在坡顶位置最为不利,其加速度放大系数最高达到1.8左右,因此在低加速度峰值的输入波作用下,斜坡就会发生侧移,对桩基造成影响;在受地震影响的山区斜坡地段修建桥梁桩基,不能仅考虑边坡安全系数,而应计入地震作用下边坡永久位移对桩基的影响。     

桥梁地基部分被淘蚀后的稳定性研究

处于斜坡上的桥梁地基常会受到冲刷淘蚀而使基底面积减小,对桥基造成不利影响。针对这一情况,研究淘蚀形状不规则的桥基稳定性计算方法和计算公式。     

山区高速公路斜坡桥基位置确定方法探讨

随着高速公路建设不断向山区发展,修建在山体斜坡上的公路桥梁越来越多,这些大桥通常是一条线路的重点工程,有的还是决定线路方案的关键工程。这些大桥的主墩台多设置在高陡斜坡上,一个重要的技术难点就是墩台的形式和设置位置的合理确定。主跨墩台形式和位置的合理确定不仅关系到桥基的稳定和桥梁的安全,也直接关系到整个桥梁的技术指标和造价。根据常吉高速公路的实际调查数据,基于边坡岩体质量分级的SMR方法和数学地质分析,研究提出了确定山区高速公路斜坡桥基形式和位置的方法,对山区高速公路斜坡桥基的设计和施工具有一定的指导作用。     

山区高速公路斜坡桥基位置确定方法探讨

随着高速公路建设不断向山区发展,修建在山体斜坡上的公路桥梁越来越多,这些大桥通常是一条线路的重点工程,有的还是决定线路方案的关键工程。这些大桥的主墩台多设置在高陡斜坡上,一个重要的技术难点就是墩台的形式和设置位置的合理确定。主跨墩台形式和位置的合理确定不仅关系到桥基的稳定和桥梁的安全,也直接关系到整个桥梁的技术指标和造价。根据常吉高速公路的实际调查数据,基于边坡岩体质量分级的SMR方法和数学地质分析,研究提出了确定山区高速公路斜坡桥基形式和位置的方法,对山区高速公路斜坡桥基的设计和施工具有一定的指导作用。     

地震下斜坡桩场地及桩基动力响应的数值分析

结合离心机振动台试验与开源有限元软件OpenSees研究了斜坡场地上桥梁桩基动力响应问题。首先基于多屈服面模型和桩土动力弹簧模型,对离心机振动台模型试验结果进行了验证分析。计算与实测结果的对比表明:数值模型可较好反映实测规律;桩身最大残余水平位移随El-Centro波地震动加速度幅值的增大呈非线性增加;桩身最终弯矩最大值出现在基岩与土层的交界面处;斜坡场地坡肩较坡顶在地震作用下更容易发生剪切变形,且软硬岩土层倾斜交界面将削弱其抗震耗能的能力。在此基础上,分析斜坡坡角、砂土重度和桩身直径3个主要因素对桩身和斜坡坡肩处土体动力响应规律变化的影响。结果表明:减小斜坡坡角或增大桩身直径均可降低地震荷载对桩基的影响,而砂土重度影响较小;3个因素对斜坡坡肩各深度处土体的动力响应均会产生影响,但其影响程度各有不同;较大的斜坡坡角会显著增加斜坡坡肩各深度处土体的剪切变形;增大桩身直径会大幅度减少斜坡坡肩处中层和深层土体的剪切变形,但对浅层土体影响较小。这些结论可为今后的工程设计提供参考。     

高边坡摩擦桩承载能力的数值分析

以理想弹塑性力学理论为基础,运用数值技术对工程实例摩擦桩的承载能力进行分析,提出了运用桩土共同作用的接触非线性计算模型实现摩擦桩承载力求解的新方法,通过计算结果与试验数据对比,证明了该方法确定高边坡摩擦桩承载力的可行性和有效性.在现有规范对高边坡摩擦桩承载力的确定方法不明确的情况下,通过对不同设计参数,高边坡摩擦桩承载能力的变化情况进行分析,提出高边坡摩擦桩受力特点,为高边坡摩擦桩设计提供理论依据.     

顺层岩质斜坡溃曲破坏机理的力学分析

分析顺层岩质斜坡的溃曲破坏模式,建立力学模型,运用梁板理论分析斜坡滑移弯曲变形破坏的机理。计算挠曲曲线的理论解,得出岩质斜坡发生溃曲破坏的临界坡长。以某桥基斜坡为工程实例,计算斜坡在天然、暴雨、暴雨+地震3种工况下的临界坡长,发现雨水和地震对斜坡临界长度有较大的影响。研究对深入理解该类斜坡的变形破坏具有参考价值。     

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。     

基于神经网络的混凝土预制桩单桩竖向极限承载力参数分析

应用BP神经网络，对混凝土预制桩单桩竖向极限承载力进行预测，并分析了各种参数对单桩竖向极限承载力的影响。通过影响因素分析，确定了桩径、桩长、入土深度、桩侧摩阻力加权平均值、桩端阻力平均值等参数对单桩竖向极限承载力有影响。对混凝土预制桩单桩静载试验资料进行分析和取样，将包含上述参数的样本与单桩竖向极限承载力形成数据对，采用三层神经网络进行训练，输入层为各参数，输出层为单桩竖向极限承载力，建立了混凝土预制桩单桩竖向极限承载力预测模型。研究表明，所建立的模型能够有效地预测混凝土预制桩单桩竖向极限承载力，通过参数分析，能够得出各参数对单桩竖向极限承载力的影响规律，从而确定比较合理的单桩设计参数。     

考虑斜坡效应的地基水平抗力比例系数确定方法

水平地基抗力比例系数对桩基设计至关重要，基于平坦场地比例系数设计的斜坡基桩，常因忽视斜坡效应的影响而带来安全隐患。为研究斜坡效应对斜坡地基比例系数的影响，设计并完成了4组黏性土坡基桩水平静载模型试验，获得了0°、15°、30°及45°坡度下地基等效比例系数与地面处桩身水平位移曲线及桩顶荷载-位移梯度曲线等；建立了地基比例系数与坡度间的拟合关系式；对比分析了斜坡地基比例系数取值对基桩水平承载特性的影响。研究结果表明：黏性土坡地基比例系数随桩身水平位移增大而呈非线性关系减小，当地面处桩身水平位移小于6 mm时，地基比例系数急剧减小，而后减幅较小；基桩临界荷载和极限荷载均随斜坡坡度增加而减小，与平地相比，斜坡坡度每增加15°，基桩临界荷载和极限荷载约分别减小17%和16%；结合现有试验表明，斜坡坡度越大，地基比例系数越小；坡度每增加15°，对应的碎石土、砂土及黏性土坡地基比例系数m约分别减小38%、32%和31%；根据现有试验以及试验结果，建立了不同类型斜坡地基比例系数取值标准与斜坡坡度之间的经验关系，可为斜坡桩基设计提供参考依据。     

设计参数对钻孔灌注桩竖向承载性能影响研究分析

采用大型有限元软件ANSYS对钻孔灌注桩竖向承载性能进行仿真模拟,对比分析了不同设计参数包括桩体几何尺寸(桩长和桩径)和土体参数(土体黏聚力C、桩侧土体刚度和桩端土体刚度)的钻孔灌注桩竖向承载性能,总结了各设计参数对钻孔灌注桩竖向承载性能的影响程度.     

复杂荷载下斜坡桩基承载力数值模拟研究

针对斜坡桩基受陡坡作用影响桩基前后土体不对称,侧摩阻力有所不同,容易产生安全隐患问题,对复杂荷载下斜坡桩基承载力进行数值模拟研究。在复杂荷载作用下获取水平受荷桩的挠度微分方程,采用有限单元法确定桩周土抗力及与其对应的桩身位移关系;建立数值分析模型,对桩基模型实施网格划分,计算出桩体和土体的各项参数,分析不同坡度、邻坡距和桩长条件下桩基极限承载力的变化规律和影响因素,利用数值模型确定极限上拔承载力。结果表明:在复杂荷载下,获得不同位置桩身弯矩和土体模量对桩身弯矩的改变,可通过改善土的模量提高桩的水平承载力。     

斜坡段桥梁基桩竖向承载特性模型试验研究

以某实际工程桩为原型,考虑坡度和桩长的影响,根据相似理论设计并完成了竖向荷载作用下斜坡段桥梁基桩室内模型试验,获得了不同坡度及不同桩长下基桩的荷载-位移曲线、桩身轴力与桩侧摩阻力沿深度的分布规律以及基桩极限承载力,据此通过非线性拟合,建立了斜坡桥梁基桩竖向承载折减系数与桩长及坡度直接的关系式。试验研究表明:竖向荷载相同时,桩顶沉降与水平位移均随坡度及桩长的增加而增大,基桩的荷载-位移曲线均无明显拐点,并呈现出因变形过大导致基桩屈曲失稳的破坏模式;斜坡效应对基桩竖向承载的影响约限于8倍桩径深度范围内;与平地桩相比,斜坡桩的桩侧摩阻力更易达到极限值,实际工程设计时应对其进行适当折减;边坡坡度越大、自由段越长,基桩竖向承载力越小。     

摩擦桩底渣过厚对基桩承载力的影响分析及处治

当摩擦桩底渣过厚,超过了规范允许值时,其对基桩的承载力影响如何,能否满足设计要求是工程设计中经常遇到的问题。通过一个工程实例,采用三维模拟分析,对摩擦桩的传力机理进行分析和验证,摩擦桩总是桩侧摩阻力先充分发挥,然后桩端阻力才逐渐发挥,直至达到极限状态。计算结果表明,当桩侧摩阻力足够大时,桩端阻力占比较小,摩擦桩底渣过厚虽然对桩的承载能力有一定影响,在桩侧摩阻力未达到极限状态的前提下,若不计桩端阻力,通过验算分析,桩的承载能力和沉降量能满足设计要求;而且桩底以上桩身完整性好,就不要废桩,可以通过对桩底进行高压注浆处治,从而满足施工规范对桩身质量的验收要求。     

斜坡软土地基路堑边坡稳定性数值模拟

文中基于有限元剪切强度折减法讨论了斜坡软土层厚度和横向坡率对斜坡软土地基路堑边坡稳定性的影响,并结合两点估计法开展考虑斜坡软土抗剪强度参数变异性的概率分析,结果表明,路堑边坡稳定安全系数受斜坡软土层横向坡率的影响大于厚度,欲达到临界值1.0,边坡坡率的放缓幅度分别与斜坡软土层横向坡率、厚度呈正、负相关关系;斜坡软土地基路堑并非处于绝对稳定状态,斜坡坡面、堑底和上边坡坡脚、坡体处易发生破坏,但破坏模式不同,宜采用水泥土搅拌桩结合重力式挡土墙联合加固处治。