桩—垃圾土界面力学特性的试验研究

桩基础是垃圾填埋场地再利用的主要地基处理方式，桩-垃圾土的界面力学特性是分析桩-垃圾土相互作用的关键。为了研究桩-垃圾土接触面剪切特性，利用大型直剪仪开展桩-垃圾土大型界面剪切试验，系统研究了界面粗糙度、纤维含量、含水率等因素对桩-垃圾土界面力学特性的影响。结果表明：桩-垃圾土界面剪切应力随着剪切位移增大而增大，增长速率为先增大后趋于稳定，两者关系符合双曲线模型。不同法向应力作用下，随粗糙度的增大，抗剪强度呈先增大而后基本稳定的状态，桩侧粗糙度适当增加可以提高桩侧摩阻力以增加桩基的承载力。接触面剪切破坏符合摩尔-库仑剪切破坏准则，接触面黏聚力先增大后趋于稳定，内摩擦角逐渐增大，并在土体自身剪切强度附近变化。含水率对桩-垃圾土的抗剪强度影响较小。随着垃圾土纤维含量的增加，内摩擦角减小，黏聚力增大；在一定的法向应力下，随着纤维含量的增加，剪切强度减小。     

不同桩-土界面直剪试验研究

为探讨桩-土界面的摩擦特性,进行了混凝土-土、钢板-土、HDPE-土3组桩-土界面室内的直剪试验,每组试验均施加6个法向应力。结果表明:不同桩-土界面的剪切强度均随垂直压力的增大而增大;在同一法向应力下,三种不同界面的剪应力-位移曲线的初始阶段变化不大,但曲线的后半段随法向应力的增大有明显变化;法向应力较小时,各界面的剪应力变化不大;法向应力较大时,表现出HDPE-土界面的剪切强度最大。     

考虑桩土界面相对位移与界面外土体剪切变形抗拔桩荷载传递分析

传统理论分析方法在分析桩体荷载位移关系时,都存在各自不同的缺陷。剪切位移法假定桩土界面不产生相对滑移,荷载传递法的分析计算是基于一种表征桩侧摩阻力与桩体总位移关系的桩土荷载传递模型之上,但事实上桩侧摩阻力是由桩土界面相对滑移产生的。通过对抗拔桩变形模式进行分析发现,桩体总位移可以分为桩土界面相对位移与桩土界面外土体位移两部分。因此,通过建立一种表征桩侧摩阻力与桩土界面相对位移关系的桩土界面荷载传递模型,结合使用桩土界面荷载传递原理与剪切位移法对两部分位移量进行计算,从而得到了不同荷载作用下桩体总位移。通过与工程实例进行对比,证明了本方法的合理性。     

铁路交通荷载下桩承式路堤承载性状分析

依托某铁路桩承式路堤工程，通过室内桩-土剪切试验，分析水泥土桩-土接触面的摩擦系数在不同界面粗糙度、水泥掺入比和土体含水率下的变化规律，得出适应不同工况的摩擦系数。采用ABAQUS软件，对不同车辆速度和车辆荷载作用下桩承式路堤的承载性能和路堤沉降进行研究，得出桩和桩间土的荷载分布规律及桩顶、桩间土和路面最大沉降的变化规律。     

桩土相互作用的有限元-无界元分析

本文提出了用有限元—无界元的方法计算桩—土耦合体系的应力和变形。为了模拟实际受力状态 ,在桩与土相接触的界面上设置了一种有厚度的接触面单元 ,它可以与土体的弹塑性模型相衔接 ,能合理地反映接触面及其邻近区域剪切破坏带中的变形性状。计算结果与现场观测数据吻合较好 ,说明在桩的负摩擦分析中考虑土的弹塑性特性及接触面单元的必要性     

加筋粘性土筋土界面剪切特性的试验研究

对加筋粘性土筋土界面的剪切特性进行试验研究，在试验的基础上对粘性土加筋土界面剪切特性及其影响因素进行分折。研究表明，粘性土筋土界面剪切特性与试验方法、剪切速率、填土的含水量和密实度紧密相关，从而为加筋土工程的设计和施工提供依据。     

地震作用下欠固结土桩基响应数值分析

为了研究地震作用下桩-土相互作用响应情况,采用FLAC3D数值计算软件,建立欠固结土-桩体模型,分析地震作用下,不同时间段桩侧摩阻力、桩体轴力和土体应力变形情况.结果表明:由于地震波的往复运动,引起土体水平和竖直方向的位移也发生往复变化,易导致不同位置土体发生不均匀沉降和水平剪切运动,设计时需考虑地震作用效应所导致地基与基础的不均匀沉降和水平剪切作用.但桩侧摩阻力和中性点受到地震的影响较小,因此,对这两方面进行设计时,可减少地震因素的考虑.     

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.     

循环剪切作用对格栅与砂土界面剪切特性的影响

为了研究循环剪切作用对砂土与土工格栅界面剪切特性的影响,采用单调直剪试验与循环剪切后单调直剪试验,研究了竖向应力、循环剪切位移幅值等因素对筋土界面剪切强度和剪切体变特性的影响,并对比分析了单调直剪试验和循环剪切后单调直剪试验的结果。结果表明:在一定的循环剪切位移幅值内,界面剪应力峰值随着剪切幅值的增加而增长;循环剪切作用使得筋土界面的似粘聚力和摩擦角有一定程度的提高;循环剪切后单调直剪试验所得界面峰值剪切强度和残余剪切强度明显高于单调直剪试验结果。     

双排抗滑桩桩土作用分析模型及其应用

考虑坡体滑移的最不利工况,以滑动面为分界面,分析了双排桩与坡体作用的作用机理与关系表达式;引入p-y曲线法模拟桩间土与双排桩接触非线性特征,并结合经典土压力理论与相关应力路径三轴试验对其参数进行了求解,由此建立了双排抗滑桩与桩周土体非线性相互作用模型。在此基础上,导出双排桩不同特征桩段微分方程,利用横系梁传力协调作用及边界条件,提出了双排桩桩身内力和位移的有限差分迭代算法。试验对比分析表明,计算值与实测值吻合较好,该方法可用于双排抗滑桩的内力分析计算。     

位移幅值对砾石-格栅界面循环剪切特性的影响

由于加筋土结构经常受到动荷载的作用，因此筋土界面的动力剪切性能也越来越受到重视；但目前筋土界面的动力剪切试验往往循环次数很少，一般只有10多次，不能充分反映筋土界面的动力相互作用。采用大型动态直剪仪，在剪切位移幅值分别为1、2、4、6 mm时，对砾石-格栅界面进行了2 000次水平循环直剪试验，分析了剪切位移幅值对筋土界面剪切应力、竖向位移以及颗粒破碎的影响，揭示了筋土界面相互作用的机理。结果表明：在循环剪切过程中，界面平均峰值剪切应力先增加后减小；剪切位移幅值越大，达到界面峰值强度所需的循环次数越少，而达到界面残余强度所需的循环次数越多，较大的剪切位移幅值会使得砾石-格栅界面的剪切应力衰减现象更显著；随着剪切位移幅值的增大，试样最终剪缩量增大，但试样最终剪缩量增量逐渐减小；随着剪切位移幅值增大，界面剪切刚度逐渐减小，界面阻尼比却逐渐增大；通过对循环剪切试验后的砾石颗粒各粒组含量进行分析，发现剪切位移幅值越大，颗粒的相对破碎率也越大，相对颗粒破碎率与剪切位移幅值呈较好的对数关系，并与试验结果吻合较好。     

桩土效应对矮墩刚构连续组合梁桥的受力影响分析

矮墩刚构—连续组合梁桥群桩基础直接影响桥梁下部结构的抗推刚度,考虑桩土作用是建立分析模型的难点.该文采用刚度等代原理模拟桩土效应,建立了整体计算模型,分析了桩土效应及其对矮墩刚构—连续组合梁桥的受力影响,提出了改善矮主墩连续刚构结构受力的措施.     

含水率变化环境下桩土界面摩擦性能研究

湖区水位升降将使周边土体处于周期性含水率变化环境下,对处于此种工况下的摩擦桩而言,桩土界面摩擦系数亦将随之改变。以某湖区高速公路软基路段桩基加固工程为研究对象,采用现场调研、室内外试验、理论分析等方法,展开含水率变化环境下桩土界面摩擦性能研究,针对试验土样得到了桩土界面摩擦系数、粘聚力及摩擦角随含水率改变的变化规律,可为同类工程提供一定参考。     

高速公路工程搅拌桩设计最大桩距探讨

高速公路工程水泥土搅拌桩的设计主要基于桩土变形协调的复合地基理论。在工程实践中对在什么桩距下搅拌桩地基能满足复合地基理论还没有统一的认识。为此,采用平面有限元计算路堤荷载作用下搅拌桩地基桩距与桩土变形之间的关系,并以连云港海相软土典型地层为例,分析得到了搅拌桩设计的最大桩距。     

湿陷性土引起的单桩负摩阻力理论预测模型

利用Randolph的桩土相互作用模型,建立了单层和多层湿陷性土引起的单桩桩周负摩阻力的预测模型,推导了单桩负摩阻力的预测公式.利用此公式,只需知道土体的剪切模量和静载荷试桩桩顶的沉降,便可以方便地对湿陷性土引起的单桩负摩阻力的分布进行预测.     

桩土复合路基垫层剪切机理研究

针对桩土复合路基垫层在调节承载方面的特点,研究垫层的剪切受力特性,以解决桩土应力比、垫层变形问题。借助太沙基地基极限承载力理论,分析垫层剪切破坏特点,推导获得了剪切破坏角、极限桩土应力比、最佳桩间距的表达式。表达式说明:垫层承载的调节作用取决于垫层内摩擦角和刚度的取值;复合路基现场静载试验和实例计算均表明:表达式具有较好的适用性和可靠性。     

考虑时间耦合的粉体桩自应力效应数值研究

粉体桩是针对高速公路软基处理研发的一种新型加固自应力土桩.为研究粉体桩自应力效应对桩土变形及强度的影响,建立了考虑时间耦合的采用粉体桩加固的复合地基有限元模型.数值分析结果表明,随着时间的增加,自应力效应可有效补偿桩体收缩,并使得桩—土界面产生一定的法向压力,可有效提高复合地基强度.且由于自应力效应长期发展,桩土界面法...     

嵌岩桩桩-土-岩共同作用的非线性计算方法研究

大量试桩资料表明,桩身荷载传递函数曲线多符合双曲线模型,故有必要对嵌岩桩荷载传递性状进行非线性分析。为此,引入双曲线模型,以荷载传递法为基础,提出了一种可充分考虑桩土与桩岩荷载传递性质差异的桩—土—岩共同作用计算方法。并将其用于实测试桩资料的数据分析。结果表明,基于双曲线模型的非线性桩—土—岩共同作用计算方法能准确地描述嵌岩桩荷载传递性状,且参数容易取得,是一种工程中可行的计算方法。     

倾斜荷载下群桩有限元分析方法探讨

采用Coodman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。     

水平地震作用下单桩横向非线性动力响应的三维有限元数值模拟

针对水平地震作用下的桩土相互作用体系,利用有限元软件ANSYS建立了单桩-地基土系统三维有限元模型。运用此模型,对系统进行考虑地基土的材料非线性和桩土界面状态非线性的单桩横向地震响应计算,并进行了自由场响应的计算。计算结果表明:土体的材料非线性与桩土界面状态的非线性特性对单桩的横向水平地震响应有着一定的影响。