多层地基中单桩的沉降分析

根据能量法中的格林公式以及桩微段和桩侧土微段的力平衡推导了多层地基中单桩的位移控制方程,该控制方程能综合考虑桩侧土的剪切和压缩过程.根据桩土系统的轴力和位移在各层地基边界处的连续条件以及传递矩阵法获得了多层地基中单桩在轴向荷载下的总刚度矩阵.由于位移函数非显式,因此运用迭代步骤进行求解,进而可以完全确定单桩的位移和力函...     

基于双曲线切线模量法的饱和尾矿砂单桩沉降计算

提出一种以地基非线性沉降计算的双曲线切线模量法为基础,结合荷载传递法的单桩沉降计算模型,将单桩沉降计算分解为桩底土体变形和桩身弹性压缩两部分。采用双曲线切线模量法对桩底土变形进行计算，相应参数由原位试验得到，能较好地反映原状土特性又能合理考虑其单桩的非线性沉降。利用此计算模型对饱和尾矿砂地基单桩的非线性沉降进行计算，结果表明:计算结果与实测结果较为接近，可为相同类型饱和尾矿砂地基单桩的沉降计算提供参考。     

沉降控制的单桩竖向承载力及其数值分析方法

通过对某大桥3根钻孔灌注桩静载试验结果的数据分析,拟定各层土桩侧阻力和桩尖土层端阻力的位移函数,并根据单桩荷载传递理论建立在竖向荷载作用下的桩土相对位移沿桩长分布的微分方程。最后利用基桩在各土层交接面处的力和位移的协调关系作为边界条件计算出微分方程的数值解,从而得出各土层在桩顶加载过程中的阻力以及桩土相对位移沿桩长的分布情况,为有效确定单桩竖向承载力和桩顶控制沉降量提供了分析数据。     

计入时效的桥台基桩负摩阻力解析计算方法研究

桥台地基土在填土荷载作用下产生的固结沉降,常引起基桩负摩阻力问题,深入研究其发展规律及计算方法十分必要。首先探讨了基桩负摩阻力特性及桩土相对位移计算方法,结合桥台工程特点,选用一维固结理论模拟桥台填土过程对地基土沉降量的影响。在此基础上,考虑桩土相互作用及土体的分层特性,基于荷载传递法导得基桩负摩阻力分段解析解,以此建立出可考虑时效的基桩负摩阻力计算方法。最后,结合某工程实例进行了计算分析,结果表明,该方法可较好描述地基土沉降发展过程及桩身荷载传递性状。     

考虑桩土滑移的路堤下刚性桩复合地基沉降计算

为建立能考虑桩土滑移特性和桩间土非均匀压缩变形特征的路堤下刚性桩复合地基沉降计算方法,以均布荷载下等桩长刚性桩复合地基中单桩等效加固单元体为研究对象,基于桩土相互作用的上部负摩阻塑性区、中部协调变形弹性区和下部摩擦承载塑性区三区段模式,采用剪切刚度和极限摩阻力随法向应力变化的等单位长度极限剪切位移理想弹塑性模型,建立了弹性区非线性和塑性区非均匀的桩侧摩阻力分布模型;考虑桩土滑移特性及桩间土非均匀压缩变形特征,根据单元体桩土荷载传递微分方程,导出了表征路堤下刚性桩复合地基性状的沉降和桩土应力比的解析表达式,分析了路堤荷载及垫层柔度系数对沉降和桩土应力比的影响。研究结果表明:沉降随路堤荷载及垫层柔度系数的提高而增大;桩土应力比随垫层柔度系数的增加而减小,随路堤荷载的提高呈先增大后减小的变化趋势,据此提出了采用最大桩土应力比进行路堤下刚性桩复合地基承载力及沉降设计的技术原则。     

分层地基群桩沉降简化计算模型

针对群桩解析算法用于大型群桩非线性分析时计算量过大的问题,建立一种分层地基中的群桩沉降简化计算模型。该模型基于单桩荷载传递函数和两桩相互作用剪切位移函数,对桩侧阻力和桩端阻力进行简化,将单桩迭代算法改进后用于群桩计算分析。分析结果表明:计算模型可以较好地预测群桩荷载-沉降关系,以及不同位置桩基的内力与变形。采用单桩迭代分析代替群桩整体控制方程求解,避免对大规模群桩满秩矩阵进行求逆运算,有效提高了算法的计算效率。     

基于荷载传递法的单桩沉降简化计算方法

基于荷载传递法,考虑桩侧土体软化特性,提出一种单桩沉降预测的简化算法。采用内接三折线模型模拟桩侧阻力与桩土剪切位移间非线性关系及软化特性,采用双曲线模型模拟桩端阻力与桩端位移的非线性关系。根据桩侧及桩端荷载传递模型,利用简化递推方法可由桩端位移获得桩顶沉降。给定一系列桩端位移,即可绘制单桩荷载-沉降曲线。最后,结合实际工程案例,对上述方法进行验证。     

柔性桩与土相互作用非线性分析的增量传递矩阵法

对桩侧土采用非线性荷载传递函数,对桩端土采用线性荷载传递函数,同时考虑桩周土所分担的荷载对单桩荷载传递规律的影响,利用增量荷载传递矩阵法及微分方程的近似解法--子域法,推出了刚性承台下柔性桩与地基非线性相互作用的近似解析算式。为了验证该方法的可行性,通过试验将试验结果与有限元结果及该方法所得结果进行了对比,对比表明:该理论解与现场实测值、有限元计算值都非常接近。     

柔性基础下刚性桩复合地基沉降计算

针对刚性桩复合地基中桩、土、垫层相互作用特点,通过拟合桩土单元体竖向相对位移分布函数,引入弹塑性荷载传递模型,并考虑桩体的上刺与下刺变形以及中性点和桩土界面变形协调,对桩土相对位移变形形式、桩侧摩阻力变化规律、桩端土反力模型作一定的简化,建立出刚性桩桩复合地基沉降计算的基本微分方程,进而提出了一种新的能考虑桩-土-垫层体系共同作用的柔性基础下刚性桩复合地基沉降计算方法。最后,采用该沉降计算方法对模型试验及工程实例进行分析。结果表明,柔性基础下与刚性基础下刚性桩复合地基变形模式与桩土应力比有很大的差异,沉降计算值及桩土应力比与实测值吻合较好,且该方法计算工作量小,能够对刚性桩复合地基沉降量计算提供参考。     

考虑土体非线性固结沉降的复合地基桩侧负摩阻力研究

基于Davis一维非线性固结理论,求得桩周土体固结沉降随时间和深度变化的计算公式;结合桩-土双曲线荷载传递模型,建立复合地基中桩体平衡方程的矩阵表达式,通过将矩阵方程组联立迭代求解,得到复合地基中桩侧摩阻力、桩身轴力及中性点位置.通过针对某工程实例的对比分析,验证了本文中所建理论计算方法的可靠性;继而探讨了地基土固结度、桩周土体初始体积压缩系数、桩端土体压缩模量及桩-土应力比对桩侧负摩阻力和中性点位置的影响.研究结果表明:所建立的考虑土体非线性固结沉降的桩侧负摩阻力计算模型可以有效、准确地反映复合地基中基桩负摩阻力和中性点位置随地基土固结时间的变化规律;桩周土体初始体积压缩系数对桩侧摩阻力影响显著,桩端土体压缩模量对中性点位置影响显著;桩身下拽力、中性点深度随着桩-土应力比的增大而减小.     

惯性荷载和地震荷载作用下单桩横向非线性动力响应简化分析

根据已建立的地基土—单桩系统横向非线性动力响应简化分析模型和计算方法,讨论了动力荷载作用下单桩横向非线性惯性响应以及地震作用下单桩横向非线性运动响应,采用两个非线性运动响应因子表征地基土—单桩系统运动响应的非线性特性。计算结果表明:该模型不仅能够模拟在(准)静态单调循环荷载和简谐荷载作用下的单桩横向非线性惯性响应,而且可以反映地震过程中地基土—单桩系统横向非线性运动响应的基本特征。     

深厚软土区超长群桩有效桩长确定方法

将单桩有效桩长概念延伸至深厚软土区超长群桩基础中以确定其有效桩长.首先,引入剪切位移法推导得出群桩中各基桩桩侧摩阻力在桩周土中产生的位移场,并考虑因各桩的存在所引起的位移折减效应,建立了基于桩-桩相互作用的桩侧单位厚度土等效刚度系数表达式.在此基础上,基于荷载传递法建立了各基桩的荷载传递微分方程,并考虑超长桩的荷载传递特性,建立了群桩有效桩长与桩顶容许沉降量之间的关系式,从而得出基于沉降控制的深厚软土区超长群桩有效桩长计算方法,并通过算例验证了该方法的可行性.最后,基于该方法对影响深厚软土区超长群桩有效桩长的各主要设计参数进行了对比分析.结果表明:桩顶荷载、桩土相对刚度及桩径对群桩有效桩长的取值较为敏感,其中,群桩有效桩长随桩顶荷载、桩土相对刚度的增大而呈非线性增长,但随桩径的增大而减小;桩间距对群桩有效桩长的影响相对较小.     

饱和尾矿砂地基非线性沉降计算

采用双曲线法对载荷试验曲线进行拟合,建立应力与原状土的切线模量关系的切线模量方程,确定不同荷载下不同深度处的原状土切线模量,分别引入附加应力修正系数和破坏比系数,采用2种不同的沉降计算方法对饱和尾矿砂地基桩间土的沉降进行计算,并对计算结果与实测沉降结果对比分析。认为,2种方法均反映了地基非线性变形特征,考虑附加应力修正系数的沉降计算方法偏于安全,对饱和尾矿砂地基附加应力修正系数β取0.9较为合理,为相同类型饱和尾矿砂地基桩间土的沉降计算提供参考。     

单桩竖向荷载-沉降曲线的能量法数值计算

为描述桩身与地基土的能量传递过程,建立了桩身单元的能量平衡方程及考虑桩身与土层能量传递过程的桩侧阻与端阻模型。将变形协调关系作为计算边界条件,得到了完整的基桩轴力、位移、侧阻及端阻计算方法。实例计算中,通过与实测工程基桩数据的对比,显示计算结果与实测曲线较为一致。结果表明,桩身能量平衡方程及反映桩土荷载-位移关系的侧阻及端阻模型能够正确描述桩、土之间的能量传递过程;该方法能够较准确的分析基桩在多层土地基中的工作性状,能够为相关工程实践提供相应的辅助资料。     

疏桩补偿软土地基附加应力场分析与应用

疏桩补偿软土地基中荷载传递规律复杂,地基土的附加应力场计算十分重要。文章考虑高速公路路基基底荷载作用效应的特点,采用弹性力学中Geddes解与Boussinesq解联合求解的方法,分析了疏桩补偿软土地基的附加应力场。计算表明,疏桩设置后的桩体应力集中效应,以及与之相关的基体应力扩散效应十分显著。根据桩端地基附加应力扩散效应明显减弱分布特征,建议软土地基中疏桩进入下卧良好土层的深度不少于十分之一桩长。根据该文的附加应力场计算方法,采用地基土压缩量累计沉降计算方法,分析了疏桩补偿软土地基的总沉降,为疏桩补偿软土地基沉降计算提供参考。     

路堤荷载下CFG桩复合地基加固区沉降计算

在前人研究的基础上,通过对现有位移模式的改进,建立了考虑桩土相对滑移因素的CFG桩复合地基位移模式。通过对桩身及桩间土体的应力分析,联立相应的边界条件,进而得到了路堤荷载下CFG桩复合地基加固区沉降计算方法。最后,以某实际工程当中的复合地基为例,计算得到路堤荷载作用下该复合地基加固区沉降量,经对比分析表明：本文计算方法合理可靠,可以为实际工程提供参考。     

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。     

负摩阻力作用下单桩的承载性状分析

利用荷载传递法和有限层法的数值分析对承受负摩阻力的单桩荷载性状进行了分析,研究了填土高度、桩顶荷载、桩端土刚度对桩身轴力、桩底阻力的发展及桩沉降的影响。研究发现软土地基中,0.5 m的填土高度就能使负摩阻力较充分地发挥,承载负摩阻力的端承桩与摩擦桩一样,承载力需结合桩的沉降确定。     

考虑桩-土共同作用的PHC预应力管桩复合地基承载力研究

PHC预应力管桩复合地基是一种新型的地基加固方法，其与传统方法的主要区别在于桩与桩间土共同直接承担全部的上部荷载。以荣乌高速公路PHC预应力管桩基础为例，分别对管桩单桩承载力及桩体复合地基承载力进行研究，对比后得出以下结论：PHC预应力管桩复合地基的承载力远远高于单桩的承载力，计算所得桩体复合地基承载力是单桩承载力的1.5倍左右；PHC预应力管桩单桩的桩顶位移最大值出现在桩体达到抗压极限承载力时，卸载完成后桩体出现的破坏变形使桩顶及桩底位置无法恢复到加载之前的位置；PHC预应力管桩复合地基的总沉降量为桩体复合地基加固区的沉降量和下卧层的沉降量之和，可采用分层总和法对上述两种沉降量进行计算。     

负摩擦桩非线性分析

从桩——土相互作用的机理出发，建立了置于非均质地基中负磨擦桩荷载传递的弹性微分方程，利用太沙基一维固结理论和土层总和法求得堆载作用下土层沉降随深度和时间变化的规律。由此求得置于均质地基土中桩基弹性微分方程的解析解，用有限差分法研究了非均质地基土中的情况，同时考虑了地基土的非线性特性，并对某一工程实例进行分析论证。