群桩相互作用系数简化分析思路和方法

使用相互作用系数的方法分析群桩基础的沉降相对于有限元方法而言可以大大减少计算时间.然而使用Poulos的弹性理论方法分析相互作用系数,通常计算量较大,而且相互作用计算值大于实测值.该文根据Cooke的实测结果,提出利用单桩的位移场来计算相互作用系数.经过实例分析比较,证明该计算思路较简单,计算量较少,而且可以给出更符合实际情况的相互作用系数.     

运用FLAC模型分析PHC管桩群桩效应

运用FLAC模型模拟了承台荷载作用下的PHC管桩群桩,得出了荷载-沉降曲线,并与现场所得曲线进行对比分析,结果证明二者吻合较好。然后采用该模型分析了在桩数不变的情况下,桩长L、桩距Sa等对群桩效应及其系数η的影响。结果表明:桩基极限承载力随L和Sa的增长而逐渐增大,但其幅度逐渐减小;η随L的增长而减小,而幅度逐渐降低;η与Sa近似一种线性增长的关系,但幅度随Sa的增大而逐步减缓。     

分析桩群特性的土基相互作用模型

提出了桩群内外荷载分配的计算。根据桩帽和桩间之间转动协调性条件设置而建立的模型，其中包括依次取决于两个参数的土-基相互作用。得到的结果类似于静力法提供的一组清晰的公式。通过相互作用范畴，轴力和弯矩之间在桩头上作为一横向荷载的函数，最终用参数分析表明其相关作用。     

桩端土层性质不同对超长群桩的影响分析

超长桩的承载变形机理与普通短桩不同,其设计存在理论与实际之间的矛盾。通过运用有限差分软件对不同桩端土层情况进行数值计算,得出了超长群桩桩侧阻力、桩端阻力与沉降的关系,探讨了桩端土层不同对超长群桩效应的影响。     

倾斜荷载下群桩有限元分析方法探讨

采用Goodman单元模拟桩土界面的相互作用,利用有限元分析方法对倾斜荷载下群桩的受力特性进行探讨,并开发出适用于各种荷载形式的计算程序.工程实例分析表明,该方法能充分反映桩土作有机理及群桩作用效应,具有一定的理论意义与工程实用价值.     

桩承加筋路堤中褥垫层对桩土应力调整的影响分析

桩承加筋路堤中褥垫层对桩土应力的调整起了十分关键的作用。桩土应力比是桩土应力调整结果的直接表现,而路堤土拱效应以及褥垫层刚性承台效应对荷载调整作用正是桩土应力调整过程的体现。利用有限元对路堤荷载下PCC单桩以及加固范围内的土体进行了数值模拟。通过分析认为,褥垫层对桩土应力调整的过程和结果均会产生影响,随着褥垫层模量、厚度、粘聚力以及内摩擦角的增加,土拱效应虽会遭到削弱,但褥垫层刚性承台作用明显增强,最终导致更多的荷载转移到桩体上,桩土应力比增加。通过总结认为,改善褥垫层性质,加强其对桩顶局部压入作用的限制是保证桩体承担较多荷载的关键。     

锚杆抗滑桩体系的群桩、群锚效应研究现状分析

对锚杆抗滑桩系统的群桩效应、群锚效应的研究现状进行了分析。虽然锚杆抗滑桩体系和预应力锚索抗滑桩体系近年来在工程中大量应用,但其设计计算理论研究远远滞后于工程应用。将桩-锚作为一个系统来研究抗滑桩的群桩效应和锚杆或预应力锚索群锚效应的论文至今很少见到,国外对于群桩效应的研究主要集中在圆形截面桩上,对于矩形截面桩的研究成果则不多见。对于群锚效应问题,也存在理论远远落后于工程实践的情况,为了避免群锚效应的发生,只能给出一些建议性的措施,因此,加强对锚索抗滑桩系统的群桩效应、群锚效应的研究,不仅是十分必要的,也具有重要的理论意义和应用价值。     

水平荷载作用下斜桩群桩的有限元分析

采用三维有限元数值方法对斜桩群桩在水平荷载作用下的承载特性进行了研究,对比了相同布置形式的3×3直桩和斜桩群桩的各项响应差异.分析结果表明,在3倍桩径桩间距条件下,斜桩群桩中基本不存在与直桩群桩相类似的群桩效应.斜桩群桩由于较好地发挥了基桩的轴向承载特性,故而整体抵抗水平荷载的能力显著高于直桩群桩.     

桥梁挤扩支盘桩竖向荷载作用下群桩效应模型试验研究

为研究桥梁挤扩支盘桩群桩的承载受力和变形性能,获得支盘桩群桩效应系数,在行业内首次设计1∶10大比尺挤扩支盘桩室内群桩模型试验,分别开展单桩、双桩、四桩和九桩支盘桩对比研究。结果表明,随着桩数增加,群桩效应更为显著,与单桩相比,双桩、四桩、九桩综合群桩效应系数分别为0.94、0.88、0.79。其中,上盘群桩效应系数在0.8左右,下盘群桩效应系数为0.8～0.9,桩侧群桩效应系数在0.6左右;而桩端受桩底及下盘边载效应影响,群桩效应系数大于1.0。试验结果为支盘桩群桩设计和推广应用提供了有力支撑。     

桩承式加筋路堤关键问题研究

利用弹塑性有限元方法研究了桩承式加筋路堤应用中的几个关键问题,包括桩承式路堤的沉降组成和分布规律、适用条件、荷载分担比的影响因素等。具体研究了未打穿软土层情况下不同路堤高度时的路堤沉降规律,在打穿和未打穿2种情况下荷载分担比随桩托板尺寸、桩间距、路堤高度等因素的变化规律及土工格栅的作用。结果表明:路堤沉降主要取决于桩端以下软土层的压缩;荷载分担比随桩托板尺寸和路堤高度的增加而增大,随桩间距的增加而减小;土工格栅对荷载分担比和路堤沉降影响都不大。     

由单桩载荷试验预测水平受荷群桩的非线性变形

将桩假定为相互作用的非线性弹簧,使用双曲线函数或幂函数拟合试桩的荷载-位移曲线,并用来模拟桩和土的非线性关系。使用相互作用系数的方法分析桩-桩之间的相互作用,并且给出了计算桩-桩相互作用系数的理论公式,从而简化了相互作用系数的计算过程。与现场水平受荷群桩的试验结果进行对比,结果表明,该简化分析方法可以较好地预测水平受荷群桩的非线性变形,理论预测结果与实测结果较为吻合。由于将桩假定为相互作用的非线性弹簧,避免了对桩进行单元划分,从而大大减少了群桩变形的分析时间。该简化方法特别适用于大规模水平受荷群桩的变形分析。     

碾压混凝土劈裂抗拉强度及其尺寸效应的细观数值研究

为了从细观结构上研究碾压混凝土的劈裂抗拉强度及其尺寸效应,采用随机骨料模型,在细观层次上将碾压混凝土看成是由硬化水泥粉煤灰砂浆体、粗骨料颗粒、二者间的黏结带和砂浆层面构成的三相非均质复合材料;利用有限元方法数值模拟研究碾压混凝土的细观损伤断裂和劈裂抗拉,对其劈裂抗拉强度及其尺寸效应进行了研究。结果表明:黏结带和层面是碾压混凝土劈裂抗拉破坏的薄弱环节;碾压混凝土试件的劈裂抗拉强度存在明显的尺寸效应,和一般的试验规律基本吻合;随机生成骨料结构的方法,可以有效地研究碾压混凝土的细观损伤断裂。     

层状地基中水平受荷桩-土相互作用试验

为了深入研究侧向受荷桩的承载特性及抵抗变形的能力,结合实际工程中天然土体的成层特性,开展了侧向受荷桩的室内模型试验,研究了不同粒径土层厚度及相对密实度对桩土相互动态耦合作用的影响,并结合PIV图像技术,分析了桩周土体位移场的发展趋势,为水平受荷桩的设计提供了理论依据。试验结果表明：①土体刚度与较小粒径土层的厚度呈正相关关系,而较大粒径砂土层厚的增加则对整个桩土体系的刚度产生了弱化作用;②当桩顶位移相同时,随着较小粒径砂土层厚的增大以及相对密实度的提高,土抗力随之增大,在深度为5~6倍桩径范围内达到最大值,且相对密实度对土抗力的影响更大;③水平受荷桩的桩前和桩后砂土表面均形成了一个纺锤形的位移影响区域,且此区域与水平加载方向的最大夹角随土层条件和相对密实度的变化很小,其值均为45°左右;④在相同的桩顶荷载下,砂土相对密实度的增大约束了桩体的运动趋势,使得桩体的水平位移减小,例如,当桩顶荷载均为30 N,密实度为0.5时桩前砂土的最大位移影响范围比密实度为0.3时普遍减少了约1倍桩径的距离;⑤桩身弯矩值随着较小粒径土层厚度的增大而增大,最大弯矩约出现在0.15 m深度（5倍桩径）处;随着砂土相对密实度的提高,桩身弯矩也逐渐增大,最大弯矩所在的位置逐渐上移。     

筒桩复合地基固结性状三维有限元分析

考虑了桩、土、土工格栅之间的相互作用及地基土体固结的影响,采用三维有限元方法研究了路堤荷载作用下,打穿软土层和未打穿软土层的固结特性、沉降特性和应力分布特性,并对桩长、桩间距等影响因素进行的分析。研究表明:应使桩长穿透软土可压缩层,以满足控制地基最大沉降量的要求;格栅最大拉应力分布于盖板边缘处,随着地基固结时间的增加,格栅拉应力逐渐增大;随桩间距的增加,复合地基桩端处超静孔压的消散速率变小,桩与桩间土的沉降加大;随着桩长的增加,下卧土层超静孔压消散速率明显加快;临界桩长范围内,桩长对地基沉降起控制作用。     

碳纤维加固技术在市政工程领域的应用探讨

采用碳纤维材料进行结构加固是近年来出现并广泛应用于工业与民用建筑领域的一种结构加固技术。该文结合工程实践,认为随着城市基础设施维护与更新的工程项目越来越多,未来该技术也将在市政工程领域得到广泛运用。     

被动桩柱式桥墩的病害分析及加固改造

该文以某桥梁一个墩位出现的被动横向位移的病害为例,针对桩柱式桥墩在运营过程中出现横向被动推力产生的病害,提出一种简单的的分析方法,并根据其分析结果提出加固改造方案。     

基于抗裂性要求的预应力筋配束方法研究

针对现有的预应力结构中预应力筋的配束方法,根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)及《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ023-85)对预应力结构使用性能的规定,分别按抗裂性要求和应力条件给出了两种对预应力筋进行数量估算的公式。通过实桥算例,结果表明按应力条件估算的预应力筋数量小于按抗裂性要求估算的预应力筋数量,相差幅度最大达到21%,若按应力条件估算预应力筋的面积且实际富足量有限,就会导致截面不能满足抗裂性要求。     

衬砌背后空洞对隧道结构承载力影响的模型试验研究

在隧道的建设过程中,因地质条件、施工等因素的影响在衬砌背后留有空洞的现象是比较普遍的,为了研究这种隧道病害对衬砌结构承载力造成的影响大小及对不同病害工况条件下衬砌结构受力破坏特征,通过对重庆某高速公路隧道典型断面因施工或环境原因造成二衬背后空洞的结构缺陷．睛况,在室内采用几何比为1：25的大比例模型试验,全面研究结构在不同围岩条件下、不同空洞位置以及不同地应力场（塑性地压、偏压及围岩松弛的垂直地压）作用下,隧道产生病害的形式、规律以及承载力的大小。同时采用相同的补强形式加固隧道结构,再进行破坏试验,最终得出空洞对结构承载力的影响是明显的,相同条件下,围岩类别越高,其承载能力越大,空洞对水平应力敏感,在水平应力为主应力时,拱顶空洞的影响大于拱腰空洞的影响;竖直应力作用为主的地应力场,产生病害时对应的竖直荷载高低排序为：无缺陷时最高,中等空洞最低。     

黄土压实影响因素分析

针对黄土路基沉陷变形是黄土地区公路的主要病害的现象,通过激光粒度试验、能谱试验、扫描电镜试验、图像处理系统、振动压实试验和标准重型击实试验,从内部因素(黄土的物质组成、显微结构)和外部因素(压实方法、压实功)全面系统地分析了黄土压实的影响因素.研究结果表明,压实黄土的干密度与粒度成分的关系较复杂.具体应用时,要考虑黄土的工程地质分区、黄土的时代等多种因素加以确定;压实并不改变黄土的化学成分;随着压实度的提高,黄土由原来天然状态的粒状、架空、接触结构,逐渐改变为粒状、镶嵌、接触-胶结结构;在推荐参数条件下,黄土振动压实的最佳含水量和最大干密度都略小于室内击实方法确定的最佳含水量和最大干密度;随着压实功能的增加,黄土的最佳含水量减少,最大干容重增加,达到一定程度后,即使继续增加压实功也不会明显降低最佳含水量和增加最大干容重.     

承载力不足承台的加固设计研究

目前在桥梁结构的设计中,对桥梁承台研究不够,给桥梁结构的建设与运营留下了较多的安全隐患。该文从桥梁承台的一般设计理论与方法出发,采用撑系杆体系计算模式,对两座桥梁承台进行受力分析,并且针对承载能力严重不足的承台提出了预应力承台加固法及墩身加宽法,分别给出施工方案及适用范围,供相关工程技术人员参考。