板桩结构非线性有限元分析

采用有限元法对板桩结构受力特点进行了分析,结果表明,前墙入土深度和抗弯刚度对板桩结构受力特性有显著影响。入土深度一定时,前墙位移、陆侧弯矩、锚碇墙陆侧弯矩和拉杆拉力均随前墙抗弯刚度的增加而减小,前墙海侧弯矩随之增加;前墙抗弯刚度一定时,前墙陆侧弯矩、拉杆拉力随入土深度增加而减小,入土深度大于某值后,对各项影响较小。     

软土地基上板桩码头结构方案研究

以某软土地基上的板桩码头工程为例,采用地下连续墙作前墙、混凝土梁连接前后桩基的设计方案。考虑到软土地基的材料非线性,地基土体采用邓肯-张模型,并使用有限单元法分析板桩码头各构件的应力分布规律和变形特点。另外,采用多种方案对比的方法对码头结构设计方案中的前墙入土深度和两排PHC桩基的桩长进行研究。分析前墙入土深度和PHC桩长对板桩码头位移和内力的影响,并给出前墙入土深度和PHC桩长的优化结果,为工程实践中板桩码头的结构优化设计提供依据。     

主桩套板结构的简化计算与优化设计

作为一种板桩结构,主桩套板结构的计算理论和设计方法仍未明确。文章结合案例提出简化计算方法,推导主桩、套板入土深度与桩板宽度比的关系式,分别采用传统m法和考虑锚碇点位移的m法计算主桩内力,并与有限元结果对比。基于ABAQUS软件建立三维桩土模型,研究不同工况下结构的力学性能,分析主桩入土深度和刚度对套板内力的影响。结果表明,主桩套板结构的锚碇点位移不可忽略,且套板宽度越小、入土越深,主桩所需的入土深度越小;主桩入土深度对结构的整体稳定有影响,随主桩入土加深套板内力逐渐趋于稳定;主桩刚度的增大能够减小套板的受力,为节省材料套板可适当减薄。     

软土地基大跨度双排钢板桩围堰结构稳定性研究

基于长兴造船基地大跨度双排钢板桩围堰的成功实践,介绍在软土地基下双排钢板桩围堰结构稳定性的系列设计分析方法,研究了软土地基条件下双排钢板桩围堰的变形特性,并探讨了保证围堰整体结构稳定性的技术措施.     

基于有限元的双排桩桩身刚度对支护结构受力与变形影响分析

基坑支护设计中常使用前、后排桩桩径不同的双排桩结构形式,但规范仅介绍前、后排桩桩径一致的计算方法,有必要研究前、后排桩桩径不同下的结构受力。本文采用Midas软件对双排桩结构进行有限元建模分析,先通过理正深基坑软件验证模型可靠性,随后进行桩身刚度敏感性分析,研究前、后排桩桩径对双排桩结构的内力和位移影响。结果表明,有限元模型计算方法可靠、结果可信;前排桩为双排桩结构主要受力构件,增加其桩径更有利于基坑稳定。研究成果可为双排桩结构优化设计提供参考。     

软土地基大直径超长钢管桩试验研究

通过对海南洋浦港软土地基中桩长74 m、桩径1.5 m的大直径超长钢管桩的高应变全程动测、压桩试验、拔桩试验和桩身轴力测试,探讨深厚入土地基层中大直径超长钢管桩工程性状和压桩及拔桩土侧阻力的分布规律,得出如下结论:1)同一土层侧阻力随着入土深度的增加而递增,一定深度后,其增幅减缓,趋向稳定;2)深厚软土地基中,大直径超长钢管桩拔桩和压桩侧阻力的比值为56.9%~75.0%;3)只有桩端位移达到1.1%~1.3%桩径时候,软土地基大直径超长钢管桩能充分发挥桩端土阻力,此时端阻力值约为承载力的19%。这对软土地基中的超长大直径超长钢管桩的理论研究和工程应用具有指导作用。     

水下挤密砂桩技术加固洋山深水港区软土地基数值模拟

针对目前水下挤密砂桩复合地基设计计算成果与工程实际存在偏差的问题,进行了力学特性分析研究。对洋山深水港区挤密砂桩加固软土地基试验进行模拟分析,得出复合地基沉降特性、承载能力、荷载沿深度的传递和变化规律以及砂桩及桩间土对荷载的分担作用等方面的结论。对复合地基模型相关参数的不同设置进行计算比较,分析各因素的变化对复合地基变形和受力特性的影响。该研究为离岸深水港口水下软土地基加固设计提供参考。     

双排钢板桩围堰在超深厚软土地基中的应用

以瓯飞一期围垦工程北闸双排钢板桩围堰为背景,介绍滨海超深厚软土地基中双排钢板桩围堰方案与施工技术。为研究双排钢板桩围堰结构安全性,对围堰抗倾覆和整体稳定进行演算,并利用有限元法对围堰施工全过程进行数值分析,得到不同施工工况下钢板桩、拉杆的受力状态以及围堰变形情况。研究结果表明:围堰结构安全性满足相关规范规程要求,有限元法计算围堰变形比实际情况大,说明该计算方法分析围堰结构安全是偏安全的;围堰前后排钢板桩及拉杆内力最大值工况出现不一致,建议围堰设计时应对施工全过程进行模拟,选择出各个结构最不利工况;围堰外侧海水位采用平均高潮位分析围堰结构安全存在一定的风险,建议采用设计高潮位。     

不同受力状态下沉入式大圆筒结构入土深度计算方法

沉入式大圆筒结构是一种适用于软土地基的码头、海岸及近海工程水工建筑物,沉入式大圆筒结构入土深度确定是该种结构稳定性设计的关键内容。假设圆筒绕筒轴线上某一点和绕筒母线上某一点转动二种变位模式;根据作用于圆筒上竖向力的大小,土对筒壁的摩阻力考虑竖直向上和向下二种情况;在土对筒壁的摩阻力竖直向上的情况下,考虑背离转动方向一侧地基土对筒底的反力作用。根据水平力、竖向力和力矩平衡条件,建立了沉入式大圆筒结构入土深度计算方法,对现有方法做了修改和完善。结合工程实例,对不同计算模式进行了比较分析,并研究了作用于圆筒上的竖向力和水平力对入土深度的影响。     

格形钢板桩结构稳定性的有限元数值分析

结合具体工程实例,利用ABAQUS软件建立格形钢板桩结构稳定性分析的三维弹塑性有限元模型,分析比较不同土质内和不同入土深度情况下格形钢板桩结构的极限承载力。分析结果表明,土质变化对结构极限承载力的影响很大,经过地基置换后结构的极限承载力显著提高;当基底为淤泥层时,增加结构的入土深度对提高格形钢板桩结构的极限承载力影响有限。     

自升式平台层状地基条件下插桩过程数值模拟研究

对于采用独立式桩靴结构的自升式平台,桩靴的入泥深度是保障平台安全作业的关键问题之一。采用ABAQUS软件的Explicit求解器,以位移增量步方式计算地基极限承载力;在施加初始地应力场的前提下,引入无限元边界处理方法,考虑了土壤无限大边界条件的影响,并使用ALE自适应网格技术有效地解决了土壤模型的大变形问题;最后,将有限元计算与经验公式计算进行比对分析。结果表明,在一定预压载荷条件下,有限元计算结果能较全面精确地反映插桩结果,弥补经验公式考虑参数单一、无法解决层状土承载力之间不连续问题以及无法动态模拟插桩过程的不足。     

半刚性水泥搅拌桩软基加固三维数值模拟

半刚性水泥搅拌桩加固处理的海堤软基沉降计算等问题基本以复合地基法为主。为对比分析复合指标与实体桩计算结果的差异,结合某斜坡式海堤工程实例,以岩土有限元软件PLAXIS 3D作为分析平台,分别采用实体桩及复合指标建立水泥搅拌桩海堤软基加固稳定性分析的空间弹塑性有限元数值模型。结果表明,实体桩模型能够较清晰地模拟出桩间土体的"土拱"效应、桩头平面处桩土间的沉降差,以及水泥搅拌桩对于桩间土体的"约束"作用,更为真实地反映软土地基的位移及应力分布情况。分析成果对类似工程以及半刚性桩加固处理软基的数值模拟计算具有一定的参考意义。     

半圆型防波堤地基承载特性的有限元数值分析

半圆型防波堤是适用于软土地基的轻型重力式结构,地基承载特性是工程应用中需解决的重要问题。以大型通用有限元软件ABAQUS作为分析平台,建立了波浪荷载作用下半圆堤结构的弹塑性有限元分析模型。结合工程实例,分别参照地基极限承载力、结构允许变位判别标准对半圆堤的地基承载特性以及影响因素进行了有限元数值分析,并与汉森公式计算结果进行比较。结果表明:基于允许变位判别标准下的地基承载力分析结果相对安全,地基极限承载力计算的有限元结果与理论公式结果基本吻合,证实了汉森公式对半圆堤结构的适用性。进一步利用有限元方法分析了地基土强度、基础宽度、加固深度等因素对地基承载力的影响。     

格型钢板桩与复合地基组合式岛壁稳定性研究

结合某海上人工岛工程实例,以有限元软件PLAXIS 3D作为分析平台,建立格型钢板桩岛壁结构稳定性分析的空间弹塑性有限元模型。研究软土地基上格型钢板桩结构的变形与稳定特性,分析当格型体与多种复合地基相组合时对岛壁结构稳定性的影响。结果表明,对格型钢板桩内外土体进行地基加固后,结构稳定性均有不同程度的提高,特别是在岛内即格型体陆侧进行一定宽度高压旋喷桩的处理后,岛壁结构的稳定性大幅度提高,并能有效控制使用期人工岛的沉降量。分析成果对类似工程以及格型钢板桩结构在软土地基上的推广应用有参考意义。     

不同高程下系缆平台设计的有限元分析

在桩基已完成施工的情况下,采用MIDAS有限元分析的方法,对不同高程下系靠船墩结构的受力特性进行分析,并对影响结构位移及稳定性的主要因素做进一步研究,得出采用MIDAS有限元分析墩式码头结构受力性能是可行的,同时桩基嵌固点对靠船墩整体稳定性影响较大,而增加自身质量或改变自身刚度对靠船墩整体稳定性影响较小的结论。另外,工程上可采用人工抛石等方式提高工程桩基嵌固点,增加结构整体稳定性。     

浅析柴油锤海上打桩效果的相关影响因素

针对海上打桩施工过程中基桩下沉不到位的问题,在有限元软件ANSYS/LS-DYNA中以非线性、粘一弹塑性弹簧单元模拟桩一土相互作用,建立打桩下沉过程的数值模型,分析柴油锤作用下的动态土强度折减系数、入土深度、桩径、锤击能量、锤击力等因素对桩体可打人性的影响,并给出部分型号柴油锤的停锤标准,对桩基工程施工有一定的参考价值...     

高回填软土地基中基桩负摩擦问题

高回填软土地基中由于沉降而使基桩承受一定的负摩擦作用。结合工程现场试桩,采用有限元数值模拟及经验公式估算方法对桩基负摩擦问题进行研究,初步掌握了洋山地区基桩负摩擦的分布规律,可供类似工程设计参考。     

强夯垫层法在海港软土路基处理中的应用

北海某海港区铁路专用线区域范围内存在深厚软土路基需要处理,以此为工程背景,结合现场条件、施工工期、工程造价等综合因素,提出了强夯垫层法处理软基的技术方案。通过现场足尺度软基加固试验,并借助静力触探、标贯试验以及载荷试验3种检测方法,验证强夯垫层法处理软基效果。结果表明：强夯垫层法技术方案可行,并且可处理上覆6 m厚的软土路基,点夯和满夯相结合的强夯垫层法可有效提高软基处理效率。研究成果可为类似软基加固工程提供技术参考。     

软土地基上桩基轨道梁的沉降控制

在软土地基上设计桩基轨道梁,桩基的长度和间距直接影响轨道梁的安全和工程造价。如何获得既满足轨道梁沉降控制要求又经济合理的桩基长度,成为该类工程的主要技术问题。考虑轨道梁刚度和桩基刚度共同作用,研究桩基未进入坚硬持力层的桩基式轨道梁受力模式,采用明德林桩基沉降计算方法,分析不均匀沉降对软土桩基式轨道梁受力的影响,提出切实可行的不均匀软土地基上轨道梁沉降控制的设计方法。     

不规则桩基大平台数值分析与应用

桩基础平台在沿海软土地基中应用广泛。对某不规则桩基平台进行数值模拟,利用ANSYS有限元分析软件对某一大平台工程进行三维有限元建模,选取合适的接触模型模拟桩-土相互作用,在施加设计荷载后对模型进行整体运算。结果表明,模型中大部分桩体在桩-土相互作用下其桩节点高程12. 5 m附近摩阻应力达到最大,其中少数摩阻应力最大值发生于桩节点高程10或15 m处;各桩桩身摩阻应力沿着水平荷载合力方向不断增加。