软土地基桩-土-承台共同作用的有限元分析

针对上海沿海区域软土地基桥梁基础普遍采用打入桩基础,介绍了桩基与土相互作用的有限元模型的计算方法。结合工程实例,利用ANSYS软件对桩基承台进行分析,并将有限元计算与相关规范的简化计算进行了对比分析。     

桩基础结构中分析计算的若干问题

就桩基础在整体结构分析中的各种处理方法进行了讨论，提供了行之有效的二阶阶梯变截面等效公式与双杆П形等效公式，给出了桩身最大内力图表与配筋诺谟图。     

京沪高速铁路桩端注浆群桩基础沉降计算研究

大型工程建筑对基础沉降量控制的要求非常高,进行桩端注浆是减小群桩基础沉降量的有效方法,并在国内外得到了广泛应用。文中结合现场试验,提出了利用注浆后单桩静载试验结果反求土的参数,而后运用剪切变形传递法计算注浆后群桩基础的沉降量这一方法,结合现行规范进行了验证。     

考虑桩-土相互作用的结构自振频率计算

以弹簧模拟桩-土的相互作用,建立了桩-土结构的有限元模型。结合工程实例,采用该模型计算了桩基的自振频率,分析了弹簧等效刚度的变化对模型自振频率的影响。     

群桩复合地基桩土应力比数值模拟研究

结合南京某软基处理工程现场试验,应用有限元软件ABAQUS建立模拟群桂复合地基的三雏模型,分析了不同桩身模量、土体模量、桩长、褥垫层厚度及褥垫层模量下的桩土应力比分布.结果表明群桩复合地基桩土应力比随桩身模量、褥垫层模量和桩长的增大而增大,随桩周土体模量和褥垫层厚度的增加而减小;群桩复合地基桩土应力比理想值为20～25...     

单桩竖向荷载-沉降曲线的能量法数值计算

为描述桩身与地基土的能量传递过程,建立了桩身单元的能量平衡方程及考虑桩身与土层能量传递过程的桩侧阻与端阻模型。将变形协调关系作为计算边界条件,得到了完整的基桩轴力、位移、侧阻及端阻计算方法。实例计算中,通过与实测工程基桩数据的对比,显示计算结果与实测曲线较为一致。结果表明,桩身能量平衡方程及反映桩土荷载-位移关系的侧阻及端阻模型能够正确描述桩、土之间的能量传递过程;该方法能够较准确的分析基桩在多层土地基中的工作性状,能够为相关工程实践提供相应的辅助资料。     

考虑桩-土共同作用的PHC预应力管桩复合地基承载力研究

PHC预应力管桩复合地基是一种新型的地基加固方法,其与传统方法的主要区别在于桩与桩间土共同直接承担全部的上部荷载。以荣乌高速公路PHC预应力管桩基础为例,分别对管桩单桩承载力及桩体复合地基承载力进行研究,对比后得出以下结论：PHC预应力管桩复合地基的承载力远远高于单桩的承载力,计算所得桩体复合地基承载力是单桩承载力的1.5倍左右;PHC预应力管桩单桩的桩顶位移最大值出现在桩体达到抗压极限承载力时,卸载完成后桩体出现的破坏变形使桩顶及桩底位置无法恢复到加载之前的位置;PHC预应力管桩复合地基的总沉降量为桩体复合地基加固区的沉降量和下卧层的沉降量之和,可采用分层总和法对上述两种沉降量进行计算。     

桩-土-结构共同作用下声屏障结构自振特性

在考虑桩-土-结构共同作用的基础上,对插板式声屏障结构的自振特性进行了分析,重点研究了桩-土-结构相互作用因素以及声屏障结构设计参数对自振特性的影响。结果认为:考虑桩-土-结构共同作用时的结构自振频率小于刚性假定下结构体系的自振频率;声屏障结构的高度对结构自振频率影响较明显;随延伸长度增加结构自振频率变化较小。     

刚柔组合桩共同作用数值分析

将柔性桩和刚性桩组合成复合桩,充分发挥了柔性桩、刚性桩的优点又弥补了两种桩型的缺点。数值分析显示,在基础范围外和刚性桩加固区,水平位移与荷载基本出现非线性关系,除地表附近出现很小的拉应力外,其他区域都是压应力,刚性桩体压应力值,大于柔性桩体的压应力,远远大于土体的压应力。竖向应力与荷载基本上呈线性关系。     

基于桩土共同作用的桩基工程特性分析

在应用土的弹塑性理论、非线性有限元基本原理及桩土共同作用原理的基础上,采用Drucker-Prager材料模型,考虑桩土接触面问题,建立群桩模型,利用ANSYS软件对桩土共同作用模型的沉降、位移、桩土应力比等进行分析研究,得到了一些规律,可供同类工程参考。     

软土地基复合疏桩基础沉降计算分析

运用改进的Geddes应力解计算软土地基基桩荷载产生的附加应力及Boussinesq解计算承台下土分担的荷载产生的附加应力,将两部分附加应力线性叠加,按分层总和法计算疏桩基础的沉降。通过工程实例的计算,并与规范法的计算相比较,结果表明,改进的联合解法经济、安全,且具符合实际的荷载传递机理。     

复合地基中桩帽作用数值分析及桩帽承载力计算

采用三维快速拉格朗日分析程序,依据某路基试验段的工程地质和设计施工情况建立了路堤荷载下带桩帽刚性桩复合地基数值分析模型,分析了桩帽直径变化对刚性桩复合地基沉降的影响,结果表明:桩帽直径的增大能够起到提高桩荷载分担比、减小复合地基总沉降和桩土沉降差的作用,桩帽直径的变化对下卧层沉降的影响较小。根据相关文献的研究成果,建立了路堤荷载下素混凝土圆板桩帽和倒圆台桩帽的承载力计算方法,并结合实例验证了承载力计算方法可靠性。研究成果可为路堤荷载作用下刚性桩复合地基中素混凝土桩帽的设计提供参考。     

土质边坡板椅式桩板挡墙工作机理数值计算分析

板椅式桩板挡墙是深厚斜坡软土地段路基边坡的一种新型支挡结构,亟需对其工作机理进行深入分析.运用ABAQUS有限元软件,建立了板椅式桩板挡墙的三维数值模型,对结构的内力变形、岩土体作用及主要影响因素进行了分析.结果表明:内力极值出现于桩梁交接处与岩土交界面附近,横梁需作为特殊构件设计;现有土压力分布假定基本能满足结构计算要求;覆土模量大于100 MPa或基岩模量大于10 GPa时,可不计岩土体参数对结构内力变形的影响;副桩布设于主桩内侧可有效降低椅式桩内力、转换桩基拉压属性,桩梁刚度比需控制在1～3范围内.     

复杂群桩基础冲刷计算方法研究

为研究公路桥梁群桩基础的冲刷计算,根据我国现有公路桥梁群桩基础的现状,详细分析、研究各类群桩布设情况下的河流的阻力特性、流态、流速分布以及泥沙运动性态。研究结果表明,在复杂布设群桩条件时,存在四种冲刷机理:纵向掩蔽作用、纵向冲刷联动作用、横向阻力增大作用和横向冲刷联动作用。并根据该研究结果,修订完善目前我国行业标准《公路工程水文勘测设计规范》中,桥墩非黏性土的局部冲刷计算公式中边界条件不合理部分,在原公式中仅考虑群桩横向排列影响系数的基础上,进一步提出同时考虑群桩横向和纵向排列的综合影响系数。并用实桥数据进行验证后,提出了复杂群桩基础冲刷计算的推荐公式。这一结论使原有冲刷计算公式更加趋于合理,从而能运用于复杂群桩基础的冲刷计算。为非黏性土群桩基础的局部冲刷计算提供有价值的参考依据。     

基于某风电工程的中空式承台抗弯承载力研究

风能具有清洁、储量丰富且可再生的特点，发展风电技术是推进“碳中和、碳达峰”的重要举措。现基于某风电工程，运用有限元数值分析对中空式风电承台的抗弯承载力进行研究。对弯矩作用下中空式承台的内力分布特征进行分析，着重研究了承台配筋对结构抗弯承载力的影响，并针对性地提出了配筋优化方案，有效提高了中空式承台的极限抗弯承载力，为设计和施工提供一定的理论支撑。     

吹填软土沉降的计算方法分析

介绍了几种常用的地基沉降计算分析方法,并分析了不同分析方法的计算方法特点及适用性,最后指出具体应用时应注意的问题。     

柔性基础复合地基沉降计算

柔性基础下复合地基的沉降计算一直较难确定.利用Mindlin解与Boussinesq解联合求解柔性基础下复合地基的附加应力,并利用Vesic小孔扩张理论计算桩体刺入柔性基础的量,后对分层总和法求得的沉降进行修正,可以得到与实测接近的沉降计算值.     

承台基坑开挖对既有防汛墙结构影响的分析

上海某桥梁工程承台基坑紧邻河道防汛墙,承台与防汛墙结构间最小距离为6m。由于河滩土质软弱、距离防汛墙近等特点,通过MIDAS GTS软件建立三维有限元数值模型,计算分析承台基坑开挖与施工过程中对既有防汛墙结构产生的影响,从而为安全施工提供依据。研究成果可为类似工程的支护设计提供参考。     

对桩尖位移等值法的改进

在承受竖向荷载时,单桩承受桩端阻力和桩侧摩阻力。通过计算桩的荷载传递曲线,可得出桩侧摩阻力以及桩的轴力随单桩深度的变化关系,以及求解不同荷载对桩端阻力和桩侧摩阻力的影响。通过Excel以及VBA内嵌Excel编程对曹汉志提出的桩尖位移等值法进行探讨,经计算发现:只有桩的某一段,轴力、摩阻力、位移可以得到合理的结果,而其余桩段部分,结果与实际不相符合。探讨了计算结果不合理的原因,并对其方法进行改进,经检算,计算结果更符合工程实际。