大面积荷载下超长水泥土搅拌桩承载性状的有限元分析

运用有限元分析程序,重点分析了荷载在超长水泥土搅拌桩桩身的传递规律,桩身强度、复合地基面积置换率、上部荷载作用面积、桩顶垫层刚度及桩径等参数对桩身附加应力的影响。计算结果表明,超长水泥土搅拌桩在桩身强度较高或大面积荷载情况下,桩顶荷载可以传递到桩体下部,水泥土搅拌桩的“有效桩长”概念宜进行调整;大面积荷载下宜采用刚度较大的垫层(如碎石或土工复合垫层),水泥土强度有保证时,宜采用低面积置换率等。     

深水大直径超长桩基础承载性能研究

选取合适的土的本构关系模型,利用有限元软件ABAQUS对龙潭沟大桥下部深水超长桩基础进行有限元分析,通过改变桩基础的桩长、桩径、长径比分析计算龙潭沟大桥桩基础的承载力,得到桩长、桩径、长径比分别变化时桩基础的极限荷载-极限位移关系,以及相应的刚度、桩端阻力/桩顶荷载、桩身压缩量/桩顶位移的变化规律,为工程中桩基础合理选型和尺寸设计提供参考依据。     

深厚软土区超长桩合理桩长的计算

工程实践证明,软土地基超长桩在轴向荷载作用下的荷载传递机理与常规桩基有较大区别。通过深厚软土区超长桩静载试验和桩身轴力测试,依据载荷-沉降变形关系推导的超长桩合理桩长估算公式,利用静载试验Q-S曲线数据对超长桩合理桩长进行计算,为确定深厚软土地区合理桩长避免盲目增加桩长提供参考。     

均质土中超长桩有效桩长的数值分析

本文从超长桩的有限元数值分析入手,分析了均质土层中超长桩的有效桩长现象,并针对超长桩桩身混凝土强度、桩侧土强度这两项重要因素,讨论了它们对超长桩有效桩长的有关影响.最后通过有限元数值模拟分析得出的超长桩有效桩长结果与相关理论计算出来的结果进行对比,得到两种方法确定的计算值很相近,验证了本模型的合理性,为日后的实际工程提供一定的参考借鉴.     

双层土水平受荷超长桩承载性状数值模拟

利用有限元软件ANSYS对双层土中超长桩水平承载性能进行模拟,得到桩土相互作用下土抗力及超长桩桩身弯矩及侧移。分析桩侧竖向摩阻力、环向摩阻力和法向土抗力沿桩身的分布和对承载力的贡献以及超长桩水平承载性状随荷载、土层相对模量比、桩长径比的变化规律。结果表明:桩侧竖向摩阻力、环向摩阻力、法向土反力沿桩环向呈不同的曲线分布规律,沿深度呈递减趋势,桩顶最大;在不同分层情况下桩身弯矩和侧移量随着土层弹性模量比的增大而减小;水平受荷超长桩存在有效长度和最优长径比;沿桩身存在反弯点和位移零点。     

桩侧及桩端后注浆对超长桩承载力的影响

以海南省某跨海大桥为工程背景,采用平行对比试验法,以桩侧桩端后注浆及施工桩长为变量,对3根超长灌注桩进行了竖向抗压静载试验,并对试验过程中试桩穿越各土层的分段侧摩阻力及桩端阻力进行测试。通过比对试验结果,分析桩侧桩端后注浆对超长灌注桩承载力性状、荷载传递规律及桩侧、桩端阻力发挥特性的影响。结果表明:进行桩侧、桩端后注浆能显著提高超长灌注桩的承载能力,减小桩基沉降;对于超长灌注桩,桩侧注浆对承载能力的增加效果远远大于桩端注浆;桩侧桩端注浆后,超长桩的荷载传递规律不变,依然是上部侧阻力先于下部侧阻力激发;桩侧注浆处土体表现出与桩体水泥胶结的性质,其抗剪强度较大且随位移增长而增加得更快。     

超长PHC管桩嵌固深度研究

高桩码头结构计算时可以先把基桩在某深度处固定进行上部结构计算,再把计算的桩顶内力作为荷载施加到桩上进行桩-土相互作用分析。理论上讲,以简化前后的桩顶水平位移相等为条件确定嵌固点位置最为合理,但实际中难以实现。结合现场试桩资料,深入分析了超长桩在水平荷载作用下的嵌固特性,提出了嵌固深度随荷载变化的经验计算公式,实例计算结果表明效果良好。     

珊瑚礁灰岩地区超长钢管桩工程性状

针对珊瑚礁灰岩地质下超长钢管桩的工程性状的研究,结合东非某水工项目的桩基施工情况,剖析钢管桩在该地质情况下的沉桩规律。该桩基为1. 2 m直径钢管桩,采用锚桩法进行3根基桩静载荷试验,分别为12、18和24 mm壁厚,最大桩长为71. 2 m,基桩持力层为东非的珊瑚礁灰岩,进入持力层最大为31. 8 m。通过预先埋设在桩身上的低温敏光纤光栅传感器,结合沉桩规律总结和静载荷试验,揭示不同桩顶荷载作用下珊瑚礁灰岩的工程特性。为该地质条件下钢管桩设计及理论研究提供参考。     

软土中桩长对桩承载力的影响

可压缩长桩的承载力主要由桩上部摩摩阻力提供，只有在桩顶位移较大的情况下，桩端以上的桩摩阻力才能发挥，受桩顶位移量的限制，桩长对桩承载力有较大影响，本文对此问题进行讨论，并提出优化桩长的方法。     

预压软土地基对超长群桩承载性状的影响

建立超长桩和土体共同作用的三维非线性有限元数值模型,采用预压排水固结法研究软土地基预压后超长桩的承载特性,分析地基土固结沉降、桩身侧摩阻力、桩顶位移-荷载曲线和桩身轴力的变化规律。通过运用控制变量法对预压时间和预压荷载以及不同土质的预压效果进行分析,对比分析单桩与群桩对预压效果的敏感度,并分析固结度对超长桩承载性状的影响。结果表明:预压能较好地改善地基、提高超长群桩的承载能力。增大预压荷载,可增大土体的固结沉降和桩身侧摩阻力;延长预压时间,可提高桩身侧摩阻力,减小桩顶沉降和桩身轴力;预压对群桩的影响好于单桩;固结度越大,超长群桩承载性能越好;对于粉质黏土、黏土以及淤泥质粉质黏土,当预压时间分别达到90 d及180 d时,地基固结基本完成,预压不再改变土的力学指标。     

Design of a novel drilled-and-grouted pile in sand for offshore oil&gas structures

New offshore oil and gas exploration has placed renewed emphasis on developing structures in relatively complex geological conditions. Due to the damaging nature of impact driving, traditional steel piles used to support jacket structures, are not ideally suited to specific soil types, such as carbonate sands. Drilled and grouted piles are commonly used to support structures in these soil conditions. This paper describes a novel drilled pile, which has been developed specifically to provide a cost effective installation process while maintaining the benefits of grouted piles. The installation process negates the need for temporary casing in weak soils and minimizes the number of offshore operations. In this paper, the installation methodology and post-installation performance of a large scale onshore field trial is described. The installation process was successfully demonstrated with a 1.9 m diameter test pile installed in fine sand to 17.7 m depth in under 3 h. The performance of the pile, as measured in a tension static load test, was shown to compare favorably with existing pile design methods.     

基于突变理论的超长桩横向动力稳定性分析

为研究超长桩在横向动力荷载作用下的失稳破坏过程,应用突变理论建立了超长桩横向动力稳定性的双尖点突变模型,对超长桩在横向简谐荷载作用下稳定的机理进行了研究。在模型所给出的两个尖点坐标基础上,分析了非线性系数μ和频率比η这两个参数对超长桩振幅的影响。结果表明,当非线性系数在两个尖点之间时,频率比η在一定范围的连续变化会引起振幅的突然变化,即产生跳跃现象,这是导致超长桩发生横向失稳破坏的一种机制。     

大直径超长PHC桩缺陷类型分析

结合国外某大型工程中应用PDA进行超长大直径PHC桩的高应变检测工程实例,根据高应变初打和复打检测桩身完整性的结果对比,对出现在桩身、桩顶、接桩位置以及桩身下部的缺陷进行分析。对于超长大直径PHC桩的桩身完整性判断提出一些建议和看法:不能完全以桩身完整性系数作为唯一判断标准。     

低强高压旋喷桩复合地基承载的影响因素

基于高压旋喷桩复合地基有限元模型,研究低强高压旋喷桩正三角形布置和正四边形布置时,桩体弹性模量、桩长、土体内摩擦角对复合地基承载特性的影响,并分析高压旋喷桩的有效桩长。结果表明:正四边形布置时土体的最大竖向沉降量是正三角形布置时的93%,桩体最大竖向应力值是正三角形布置时的97%,采用正四边形布置要优于正三角形布置;随着高压旋喷桩弹性模量的减小,土体最大沉降量增大,桩体最大竖向应力减小;随着土内摩擦角的增大,土体最大沉降量减小,桩体最大竖向应力减小;当采用正三角形或正四边形布置时桩长超过10 m时桩体最大竖向应力基本不变,因此低强度高压旋喷桩有效桩长约为10 m,与文献计算结果和设计取值基本一致。     

大直径超长嵌岩桩承载特性分析

大直径超长嵌岩桩在工程中应用广泛,但其荷载传递机理和承载能力特性的研究仍不够深入。针对现有现场试验研究和数值分析的不足,基于马来西亚槟城二桥工程,对大直径超长嵌岩桩承载特性进行数值模拟和现场试验研究。通过对比发现,有限元计算结果与自平衡法的实测数据有较好的吻合性,但由于土动摩阻和孔隙水压力影响,静动法测试结果比自平衡法大30%左右。大直径超长嵌岩桩侧摩阻力从上而下逐步发挥,且沿深度非线性分布现象明显。实际总的桩侧摩阻力占荷载90%,远小于桩土极限侧摩阻力。     

岸坡被动桩承载性状三维有限元分析*

为深化研究岸坡被动桩的承载特性,运用国际大型通用有限元软件ABAQUS对岸坡被动桩进行三维模拟。研究发现,坡顶荷载是被动桩桩身位移与桩身弯矩的主要影响因素,桩身位移与桩身弯矩随着破顶荷载的增大而增大;坡顶荷载对桩身弯矩的影响主要集中在斜坡范围内;桩顶荷载对减小桩身弯矩有利。结果表明,基于ABAQUS的三维有限元模拟是研究岸坡被动桩的有效方法。