桩土相互作用对大跨连续刚构桥动力特性的影响

以一座大跨连续刚构桥为例,采用大型有限元分析软件midas/civil建立了全桥离散有限元模型,分别比较了全桥在承台底固结、等效土弹簧和等效嵌固3种不同边界条件下的动力特性。计算结果表明:桩土相互作用对大跨连续刚构桥的振型顺序和振型状态影响不大,但对频率影响较大。忽略桩土相互作用会使计算频率偏大,桩土相互作用对第2阶振型频率影响最大。采用适当深度的等效嵌固桩径可以模拟桩土相互作用。进行全桥动力特性分析时,不建议采用承台底固结简化模拟,建议采用土弹簧法来模拟桩土相互作用,以获取更为精确的动力特性计算结果。     

基于“m”法的横向受力桩综合刚度有限元分析

基于m法对弹性土抗力的假设,结合有限元基本原理,考虑桩土相互作用后横向受力桩的综合刚度——通过将桩侧土的刚度与桩身刚度叠加进行分析.结合算例计算出桩身变位和内力,并与m法的幂级数解计算结果相比较.综合刚度有限元法的算法简洁,适用范围广,便于编制程序计算和控制,精度也能满足工程要求.     

斜拉-悬索协作体系桥基于桩-土-结构相互作用的地震响应研究

以大连湾跨海大桥协作体系桥方案为研究对象,基于大型有限元分析软件ANSYS建立了该桥的三维有限元模型,采用等效嵌固模型模拟了土-桩-结构的相互作用,以此为基础对该方案桥的自振特性进行了分析,重点研究了桩-土-结构相互作用下斜拉-悬索协作体系桥的地震响应,分析结果表明自锚式体系的加劲梁与主塔的纵向位移、塔底、主跨跨中弯矩均大于地锚式体系;但加劲梁竖向位移、主塔塔底轴力则小于地锚式体系。     

嵌岩抗滑桩底端支承条件有限元分析

考虑桩岩相互作用,采用平面弹塑性有限元方法对嵌岩抗滑桩进行内力分析。同时采用传统K值法,桩端支承条件分别按固定、铰支和自由考虑,计算出3种不同支承条件下的桩身内力,并分别与有限元法的内力计算结果进行比较。分析结果表明:传统K值法采用桩端固定支承条件得到的桩身内力更接近有限元分析结果,故在嵌岩抗滑桩工程设计中,桩端支承条件应按固定端考虑。     

桩土相互作用对大跨连续T梁桥动力特性的影响

以一座大跨连续T梁桥为例,采用大型商用有限元分析软件Midas Civil,分别建立考虑桩-土相互作用具有弹性地基和不考虑桩-土相互作用假定刚性地基的空间有限元分析模型。通过计算结果进行比较分析表明:1不考虑桩土相互作用会夸大结构的频率值;2桩土相互作用对大跨径连续T梁桥低阶振型形态影响较小,高阶振型形态影响较大。不考虑桩土相互作用时,会夸大大跨径连续T梁桥的低阶振型能量;3对于精确分析大跨连续T梁桥结构动力响应时,建议考虑桩土相互作用以得到比较满意的结果。     

飞燕式钢管砼拱桥系杆与吊杆施工分析与控制

结合主跨158m飞燕式异型钢管混凝土拱桥工程实践,考虑桩土相互作用对结构受力、变形影响,根据施工进度,确定了系杆张拉顺序及张拉力,在此张拉力作用下张拉端及桩顶位移满足要求;并提出了考虑张拉顺序时吊杆张拉的计算方法,根据MIDAS软件模拟结果,确定的吊杆张拉顺序可行,各吊杆最终内力结果相差不大。系杆、吊杆的分析过程对今后系杆拱桥的设计、施工将提供有益参考。     

桩-土相互作用支护桩受力变形计算方法

为研究桩-土非线性相互作用对深基坑支护结构内力与位移的影响,提出了一种桩-土相互作用支护桩受力变形计算的方法.该方法将基坑开挖面以上的桩体视为有限数量的弹性体,开挖面以下的桩体视为Winker地基梁,支撑结构为二力杆弹簧,并考虑支护桩和内支撑的变形协调,基于桩结构分段分坐标法和弹性地基梁法,推导出了考虑桩-土-内支撑共同作用的支护桩体挠曲微分方程.结合理论土压力,采用该方程计算获得了不同开挖深度的桩体水平位移和桩体弯矩,并与规范法、实测值进行比较.结果表明:本文方法计算得到的支护桩最大水平位移比规范法小15.2%,最大弯矩较规范法小26.6%,均与实测值更为相近.      

成层岩体中抗滑桩锚固段内力变形计算解析解

基于计算桩内力变形的综合刚度和双参数法,从变形连续的观点出发,对成层岩体中抗滑桩锚固段的内力和变形进行了理论分析,并导出了解析解,以更真实的反映桩土之间的相互作用对内力、变形的影响.     

成层岩体中抗滑桩锚固段内力变形计算解析解

基于计算桩内力变形的综合刚度和双参数法，从变形连续的观点出发，对成层岩体中抗滑桩锚固段的内力和变形进行了理论分析，并导出了解析解，以更真实的反映桩土之间的相互作用对内力、变形的影响．     

考虑多土层桩-土耦合作用基桩屈曲稳定分析

为研究多土层桩-土耦合作用下的陡坡桩屈曲稳定规律,分析了m法、p-y双曲线法的地基土水平抗力计算公式,基于能量法推导了陡坡桩屈曲临界荷载的理论解,并以一陡坡段基桩实际工程为例,建立有限元数值模型进行对比验证分析。结果表明：考虑多土层桩-土耦合效应时,p-y双曲线法计算得到的屈曲临界荷载更为准确,墩柱段、嵌固段长度均对m法计算的屈曲临界荷载准确性具有较大影响,当嵌固段长度较大、墩柱段长度较小时,基于m法计算的临界荷载存在较大偏差。     

预应力锚拉式桩板墙的二维有限元计算

用二维有限元法计算了墙面桩在6种典型工况下的弯矩及位移、锚定桩与围岩的接触应力及位移、填土沉降及土压力和锚索内力等，计算结果与原型观测和弹性约束地基系数法等的结果基本一致．计算结果表明。预应力锚索能有效地减小墙面桩的弯矩及位移．     

独立微型桩加固边坡的内力计算

建立桩土相互作用的微型桩体系有限元模型,结合理论分析所得的解析解,分析微型桩模型在滑坡推力作用下的位移及内力;通过与解析解数据对比,得出有限元模拟结果与解析解相近.分析结果对以后微型桩加固边坡的模拟及设计有重要参考价值.     

粉土中单桩的水平位移研究

分别采用有限元软件和规范公式计算单桩在同一单层粉土、相同外荷载下的水平位移、土的弹性抗力及桩身弯矩和剪力,并比较两者差异。计算结果表明:当桩的长度小于30 m时,采用规范公式计算得到的单桩水平位移与有限元计算结果较为接近;当桩的长度大于30 m时,采用规范公式计算得到的单桩水平位移与有限元计算结果相差较大,桩长越大,两种方法计算结果之差越大。另外,大于30 m的长桩、超长桩的桩身内力和土的横轴向弹性抗力的理论计算结果与有限元模拟结果均有较大差距。     

轴向力对横向受力桩的影响

本文根据桩的足尺试验与用有限元法计算桩的内力和柱移的结果,分析了轴向力甘横向受力桩的影响,得出如下结论:轴向力对横向受力桩的内力和位移的影响都很小,在按现有规范设计横向受力桩时将其略去不计是可行的。      

疏排桩支护结构内力与变形有限元数值分析

针对离心模型试验建立了三维有限元数值模型,通过与试验的比较验证了模型的可靠性,并与规范法中的m法进行了比较分析,最后结合悬臂排桩支护结构实例分析了桩身截面尺寸、桩间距和土体强度参数对桩身内力和变形的影响规律。研究结果表明：采用m法进行排桩支护结构设计偏于保守,与m法相比三维有限元法计算结果与离心机试验结果更为接近;桩身弯矩和桩顶水平位移随桩间净距的增加近似呈线性增加,随着土体黏聚力和内摩擦角的增加近似呈指数形式衰减。     

基于边界元法的隧道掘进对邻近基础影响研究

建立边界元法研究隧道掘进施工对邻近桩基础的影响。边界元计算过程中使用圆柱单元、环形尖单元和环形不连续单元模拟桩。桩-土相互作用行为通过桩-土交界面的变形协调方程、桩受力平衡方程、桩头和承台变形协调方程以及桩头和承台的受力平衡方程进行描述。针对某隧道下穿既有桩基础工程,采用边界元和3D有限元软件Midas GTS模拟,对比分析隧道掘进引起上方桩基础的沉降,并研究了地层损失率对桩沉降的影响。研究结果为工程设计以及施工过程中隧道周边建筑保护提供参考。     

横向受力桩中剪切变形影响的分析

本文利用有限元法计算考虑剪切变形时横向受力桩的内力和位移,并以此分析了剪切变形对桩 顶位移和桩身最大弯矩的影响。分析认为:按现有铁路工程技术规范进行的横向受力桩基设计, 剪切变形的影响极其微小,可以略去不计。      

地震下单桩动力响应的有限元模拟

采用ANSYS结构分析软件建立三维有限元实体模型,计算了地震作用下桩-土动力相互作用体系的动力反应．分析了体系的加速度反应、位移反应、桩身应变、桩身挠度、桩身弯矩、桩身剪力和桩土间接触压力等方面,并探讨了桩土刚度比、上部荷载等参数对桩-土相互作用体系的影响．     

高层建筑在桩-土-上部结构共同耦合作用下的有限元分析

以某12层钢筋混凝土框架剪力墙结构为例,采用有限元软件ANSYS分析了"桩-土-上部结构共同耦合作用"与"正常设计条件"两种情况下,上部结构的内力及变形情况,并将计算结果进行对比分析。分析结果表明在高层建筑结构设计时,应该充分考虑到下部结构对上部结构的影响,从而使设计更加合理。     

高速铁路无砟轨道桩板结构路基动力特性研究

桩板结构路基是应用于高速铁路无砟轨道一种新的路基结构形式,它由上部钢筋混凝土承载板、钢筋混凝土桩基与路基本体与组成,利用板和桩-土之间的共同作用来满足无砟轨道的强度与沉降变形要求,是介于桥梁与路基之间的一种特殊结构形式,桩土相互作用非常明显。以往工程上都是利用m法处理桩土相互作用,但是对于桩板结构,实测数据表明m法已不再适用。提出了计算桩板结构动力特性一种合理模拟方法,并通过著名有限元软件ANSYS10.0进行分析。与某高速铁路桩板结构动力特性的实测数据的对比结果表明,提出的模拟方法满足一定的工程精度要求：计算值与实测值相差在10%以内。