p-y曲线法和m法在桶基平台计算中的对比研究

桶形基础平台作为一种新形式的海洋平台,发展前景广阔,但是,人们对它的研究非常有限。文中利用ANSYS有限元软件,采用p-y曲线法和m法作为土体和桶形基础相互作用的理论依据,对桶基平台在波流等一系列荷载作用下分别进行建模,进行对比分析。指出在桶基平台结构受力分析中p-y曲线法能更好地反映土体和桶基的非线性特性。     

地震作用下深水高桩码头动水压力特性研究

随着一些国家高桩码头建设走向强震区和深水区,地震作用下动水压力对深水高桩码头动力性能的影响成为亟待研究的课题。然而,世界各国针对考虑动水压力的深水高桩码头的地震动力响应研究很少,缺乏适用于强震区深水高桩码头的动水压力计算方法。基于附加质量理论,采用p-y曲线法模拟桩土相互作用,通过简化的Morison动水力计算式,研究深水高桩码头结构地震作用下,考虑动水压力和不考虑动水压力时深水高桩码头各项动力性能指标差异。研究结果表明:动水压力对结构的自振特性和结构动力特性影响较明显;强震区深水高桩码头抗震设计需要考虑动水压力对结构的影响。     

考虑桩土相互作用的高桩梁板式码头pushover加载模式研究

通过对某梁板式高桩码头实例进行建模分析,采用p-y曲线法考虑桩土相互作用,研究不同加载模式对高桩码头pushover分析的影响。分析对比5种加载模式的受力、位移变化等特性,并与时程法计算结果进行对比。结果表明,桩基屈服顺序主要受到桩的斜度和倾斜方向的影响,均匀分布加载模式反映了结构弹塑性阶段的上限。对时程法计算结果综合分析表明,集中力加载模式和SRSS模式与时程分析结果符合较好。     

水平荷载作用下高桩码头叉桩扭角布置研究

以湛江某高桩码头标准结构段桩基布置为例,运用有限元软件ANSYS建立空间有限元模型,考虑4种水平荷载作用控制工况,对不同叉桩扭角布置方案码头桩基内力进行计算分析,讨论水平地震荷载及船舶荷载对叉桩扭角布置的影响.计算结果表明:结构横向水平位移与桩弯矩随扭角的增大而增大,结构纵向水平位移和桩弯矩随扭角的增大而减小;在纵向水平地震荷载组合工况下,码头结构位移及桩弯矩最大;综合考虑纵横向刚度的影响,本码头结构段叉桩扭角选用20°较为合理.     

超长T形地连墙结构的地震工况计算

桩基码头T构地连墙组合结构是桩基和地连墙的组合结构,由于结构三维特性明显,在进行结构地震工况设计过程中,需要考虑桩体对整体稳定性的影响,截桩力的计算是一个重要方面;另外还需要进行结构地震位移计算和拟静力法内力计算。     

埕岛海域浅层粉土土质对桩基工程影响分析

为了分析研究埕岛海域浅层粉土土质对桩基工程的影响,建立模型进行试验,求取粉土地基独立桩基的p-y曲线和t-z曲线,并将试验得到的p-y曲线与目前海洋工程设计依据中国船级社《浅海固定平台建造与检验规范》使用的p-y曲线进行对比分析,发现原设计使用的p-y曲线较为保守,为下一步海洋工程优化设计提供技术数据。     

m法在桩基计算应用中的误差分析

从桩基计算应用的角度,针对m法的适用条件、m的取值、桩位和非均匀土体对m法的影响等方面进行分析,表明m法在实际应用中存在较大误差,其计算成果应慎重采用,并设法验证。应用计算机技术和非线性有限元法,可较好地反映桩的承载机理,为设计提供可靠依据。     

水平地震作用下高桩码头结构响应谱分析

以高桩码头一个结构段为研究对象,建立空间有限元模型,采用振型分解反应谱法探讨了此类结构在水平地震作用下的响应,对不同地震方向作用下码头桩基内力变化进行分析。计算结果表明:结构在纵向水平地震作用下叉桩桩顶弯矩明显大于横向水平地震作用下的桩顶弯矩;当码头桩基布置对纵轴不对称时,纵向水平地震作用下桩的扭矩较大;横向地震作用下,后叉桩的轴力较大。研究结果可为高桩码头的抗震设计提供参考。     

土体卸载对高桩结构影响分析

建立某软土地基高桩码头模型,并利用通用岩土有限元软件进行分析。通过对施工步骤的模拟,分析港池疏浚和岸坡开挖对码头桩基的影响。结果表明:岸坡开挖引起的土体卸载,对码头桩基弯矩和码头水平位移均有显著影响,在结构计算时应采用有效的计算手段,考虑施工工序的作用。土体卸载产生的桩基弯矩及码头水平位移与土体开挖深度之间并非正相关,而是受各土层强度的影响。     

基于蒙特卡洛法的框架码头桩基的可靠度分析

依托处于三峡库区常年回水区的某集装箱框架码头,基于Monte Carlo法,以弯矩效应为控制条件对框架码头的 桩基进行可靠度分析。发现在7种工况组合作用下,各桩的可靠指标都基本满足规范的要求;虽然都采用直径为1 600 mm的 钻孔灌注桩,但桩1～4的可靠指标过大,建议对桩基进行优化。     

T型地连墙结构m法计算中的问题和改进

采用传统m法计算单锚T型地连墙结构内力时,墙前土体反力往往会超过被动土压力,因而需通过多次迭代计算,不断调整土体m值,直至满足要求,计算过程繁琐。结合工程实例,基于传统m法,考虑土体变形对m值的影响,提出采用分段m法计算T型地连墙结构,有效解决了传统m法计算中存在的问题,并在唐山港曹妃甸港区文丰通用杂货码头工程设计中得到成功应用。     

水平主导地震作用下高桩码头抗震设计分析

本文基于有限元方法针对无梁板式高桩码头在地震作用下的动力响应与破坏状态开展了Pushover分析,分析了结构位移响应、关键位置塑性开展以及桩身内力分布。分析结果表明：Pushover分析法结合反应谱理论和结构自身的非线性变形特性,可以较为精细的获得结构弹塑性变形曲线和桩基承载力;与非线性时间历程法相比,Pushover分析法由于无法考虑结构的动态扭转效应以及阻尼的预估较为粗略,导致结构整体的分析结果略微偏小。本文研究成果为校核设计结构的抗震稳定性提供了一定的理论依据。     

桩基码头T构地连墙组合结构动力响应分析

埃及塞德港集装箱码头二期工程成功应用桩基码头T构地连墙组合结构。计算结构地震工况下位移响应时,由于结构三维特性明显,采用三维模型校正典型工程下的二维模型参数,再利用二维平面模型进行各工况计算;选取3条典型地震波,分别计算Level 1和Level 2两个地震水准,计算结果显示,结构满足抗震要求。     

基于APIRP2A-WSD规范的桩基内力分析

针对桩土之间的复杂受力问题,采用Recommended Practice for Planning,Designing and Constructing Fixed Offshore Platforms—Working Stress Design（API RP 2A-WSD）的桩基设计方法（用P-Y曲线弹簧模拟桩侧土体法向抗力,用T-Z曲线弹簧模拟桩侧土体轴向抗力,用Q-Z曲线弹簧模拟桩端土体轴向抗力）对高桩墩台码头进行桩基内力分析,并把计算结果同弹性嵌固法的计算结果进行比较。得出如下结论：在摩擦桩中,桩身轴力随着入土深度的增加而减小;桩身弯矩有两处反弯点,其最值发生在桩头或是入土端4d～6d处;API法计算所得的桩基最大弯矩较弹性嵌固法小。     

基于塑性铰性能的高桩码头地震损伤分析

以高桩码头为研究对象,从塑性铰性能角度对码头的损伤特性进行分析,并根据2个实际码头结构建立模型,通过有限元软件SAP2000对结构的24种工况进行Pushover分析,研究码头结构在不同等级地震下的损伤情况,建立了基于塑性铰的码头损伤等级和位移延性损伤指数之间的对应关系。结果表明:不同烈度地震下,码头的破坏形式主要为桩基塑性铰的产生和桩顶发生一定侧向位移,上部结构从开始到最终破坏并未出现塑性铰;高烈度罕遇地震作用下,纵向的码头桩基塑性铰发展程度和位移延性损伤指数均大于横向的各对应指标,表明码头纵向刚度较小,更容易发生破坏;通过码头桩基塑性铰的性能将码头在地震作用下的损伤分为基本完好、轻微破坏、中等破坏、严重破坏、倒塌5个等级,其对应的位移延性损伤指数分别为0~0.1、0.1~0.35、0.35~0.6、0.6~0.8、0.8。     

倾斜荷载作用下高桩的非线性数值分析

现有的桩基设计计算较少考虑倾斜荷载耦合作用的影响,因而不能精确反映高桩桩身实际的工作情况。从Newmark弹簧支座的概念出发,结合p-y曲线法,提出了适用于有限杆单元法的非线性弹簧系数矩阵求解方法,并在此基础上考虑P-Δ效应,编制了相应的有限元程序。通过对工程实例的计算和比较,对模型的正确性和可行性进行了验证。同时,利用该方法计算分析了桩顶转角和P-Δ效应的影响程度。     

横向受载超长PHC管桩计算方法

通过对p-y曲线的主要影响因素进行分析,结合现场试桩资料,以规范推荐的p-y曲线计算方法为基础,选取合适的土的特性参数与强度指标,建立新的p-y曲线法,并与m法、NL法、规范p-y曲线法进行比较,结果表明桩身最大弯矩的计算值都与实测值比较接近,但桩顶位移各种算法相差很大,按新的p-y曲线法的计算值与实测值吻合程度最好。     

不同计算方法时高桩墩台的桩基内力分析

文章以实际工程为例,运用ANSYS三维有限元软件对高桩墩台码头进行不同计算方法下的内力对比分析,得出3种(弹性嵌固法、M法、P-Y曲线法)不同计算方法下高桩墩台结构的桩基内力值及分布情况,总结出如下结论:(1)桩身弯矩最值发生在桩头或嵌固点处,设计时注意在这些地方对桩基进行局部加强;(2)当地质资料不是很详细时,可优选采用弹性嵌固法进行计算,其计算结果对土体参数选取不太敏感。     

全直桩码头结构振型反应谱抗震分析

针对全直桩码头结构形式,以国外某码头工程为研究对象,采用振型分解反应谱法对不同水平地震方向激励进行纵横轴不对称结构动力响应分析,探讨了在不同水平地震方向作用下桩基结构位移和内力的变化规律。计算结果表明:结构平面质量中心和刚度中心不重合时,水平扭转效应对结构受力影响明显,结构地震作用及其扭转耦联振动效应可采用振型分解反应谱法计算;在水平地震作用下,全直桩码头结构的近陆侧桩承担的水平地震力最大,边桩比中间桩群承担了更多的水平地震力,设计中应重视边角桩的受力情况及调整桩基布置形式来减小扭转产生的不利影响。     

考虑桩土非线性作用的近海风机高桩平台地震响应分析

分别建立全斜桩承台与全直桩承台三维有限元模型,研究了地震荷载作用下桩基的动力响应。考虑了地震引起的水体惯性力对动力响应的影响,并通过引入p-y曲线修正系数考虑了桩基倾斜对桩轴垂向桩土作用的影响。结果表明,在单桩的情况下,地震动水压力对桩基的弯矩与位移存在明显的放大效应;不同单桩的位移反应峰值发生在同一时刻,倾斜方向与峰值时刻地震加速度方向一致的桩承载性能最优。对于带承台的群桩,地震动水压力的放大效应没有单桩时明显,各个方位斜桩以及直桩之间弯矩与位移差异较小;直桩的位移峰值大于斜桩,而斜桩弯矩均较直桩在泥面以下处有一定的减小,但在承台交界面处较直桩更大。