靠泊油轮的高桩码头抗风性能的三维数值仿真分析

为了研究高桩码头靠泊30万t油轮时的抗强风承载力,采用ANSYS APDL和ANSYS Workbench平台,分别建立不同土体模型的三维有限元实体模型。对同一高桩码头结构进行抗风承载力计算,得到两个模型多种工况下码头结构的抗风承载力计算结果。比较了不同土体模型对高桩码头抗风承载力的影响,为现有靠泊大型船舶的高桩码头的抗风承载力验算提供了参考依据。     

桩筏复合地基负摩阻段分析及桩土应力比计算

通过对桩筏复合地基桩顶负摩阻段桩-土相互作用分析,得到桩顶负摩阻段桩间土中附加应力计算方法。在此基础上,利用弹簧组模型对桩筏复合地基桩-土-垫层相互作用进行分析,得出桩顶处桩和桩间土竖向有效应力及桩顶刺入变形计算方法。分析垫层对应力调节、沉降控制的影响。结果表明:在桩与桩间土间摩擦力作用下,桩间土竖向有效应力随深度增加衰减,并在某一深度衰减到较小水平,可不考虑该位置以下桩土相互作用对桩顶处桩土应力比的影响。垫层模量对桩顶处桩、土应力调节起重要作用,并对桩顶上刺量影响显著。垫层模量越小刺入量越大,且随模量减小刺入量增长速度加快。     

桩板结构路基桩-土工作特性

为了掌握在列车荷载作用下无碴轨道桩板结构路基的工作性状, 以遂渝高速铁路为背景, 通过室内大比例动态模型试验, 加载频率为5 Hz, 激振20万次, 研究了桩板结构路基桩-土工作特性变化规律。试验结果表明: 在荷载激振1万次后, 动位移幅值、桩身轴力、桩间土动应力随着振动次数的增加几乎不变, 桩-土共同作用趋于稳定; 桩间土的动应力沿深度近似呈“K”形分布, 与土体相比, 桩分担了大多数动力荷载, 激振位置对动应力有影响; 桩基加深了基床的动力影响范围, 改善了路基土体的受力状态。     

洛河特大桥抗震性能计算

为了准确计算洛河特大桥的地震反应, 基于大跨径桥梁地震反应分析方法, 建立了考虑桩-土相互作用的全桩模型, 将波速大于500 m.s^-1处的桩截去, 并考虑桩-土相互作用的截桩模型与考虑各桥墩处场地土不同所产生的多点激励以及地震波有限波速传播所引起行波效应的大质量模型, 采用大型通用有限元程序ANSYS进行桥梁三维地震动态时程分析。结果表明, 高墩的位移响应与轴力大; 墩越矮, 横桥向剪力、顺桥向剪力以及顺桥向弯矩越大; 截桩模型与全桩模型的位移响应在横桥向与顺桥向的最大偏差分别为7.4%与8.2%, 故截桩模型可用作长桩桥梁时程的简化分析; 大质量模型受质量块的大小以及桥墩高差的影响较大, 跨径小于160 m以及桥长小于660 m的连续刚构桥对行波效应不敏感, 因此, 在高墩大跨径连续刚构桥抗震设计时, 应考虑桩-土相互作用, 并加强高墩的延性设计与矮墩的截面抗力设计。     

不同荷载方向下土压力对桩土摩阻力的影响

结合广州新电视塔工程,采用混凝土短柱模拟工程桩,经过受压与受拉不同荷载方向下的桩侧摩擦力试验研究,研究其在抗压和抗拔力作用下桩土侧摩阻力性能变化.试验研究表明:桩与围岩相互作用在不同受力状态下表现出不同特点,抗压摩阻力特征值大于抗拔摩阻力特征值,抗压摩阻力/抗拔摩阻力为1.85左右;在试验过程中,抗压侧摩擦力大于抗拔侧摩擦力的原因在于被动土压力大于主动土压力;在工程应用中,需要抗拔分项系数γ作为抗拔力设计值的安全储备,本工程抗拔分项系数γ可取1.5～2.0.     

江番高速公路管桩竖向承载力试验研究

基于现场试验,探讨了管桩现场施工中的质量控制,并利用软件建立土体与桩共同作用的数值模型,将有限元应用于桩-土结构进行三维有限元数值计算。分析了预应力管桩在竖向荷载作用下的承载力特性以及变形特性,并将桩在逐级加载下的沉降规律与现场静载实测结果做了对比,验证了管桩施工质量控制对承载力的影响,其结果对以后桩-土模拟及桩基工程设计有一定的参考价值。     

加筋及灌浆联合处理软土地基的应用和分析

提出了采用“土工合成材料加筋 路基注浆 桩支撑”系统的复合地基,并运用于软土地基上路基加宽。结合弹塑性有限元程序,分析比较了路堤在加桩和不加桩情况下的沉降大小、不均匀沉降以及土体中的应力水平;特别是,桩-土相互作用的计算分析与实测资料的分析比较。得出了一些相关结论,从而为工程实践提供了一定的理论依据。     

渗水作用下膨胀土中单桩承载变形特性研究

目前膨胀土中桩基设计仍基于非膨胀土力学的设计原则。基于FLAC3D采用热-力耦合方法实现吸热膨胀来模拟膨胀土的吸湿膨胀,并重点阐述温度场模拟湿度场的关键参数取值方法。建立膨胀土中单桩三维实体模型,得出渗水作用下膨胀土中单桩的荷载变形特性、桩侧摩阻发挥特征,并分析了桩长、桩径、膨胀系数等对单桩承载特性的影响规律。研究结论:非扩底桩最小桩长宜大于2倍膨胀影响深度;细长桩比短粗桩更能有效降低膨胀土中桩顶的位移。该方法可获得渗水作用下任一时刻的桩身受力变形特性,为研究膨胀土中桩基受荷性能提供一种可行的变通手段。     

城市地铁施工对近邻短桩桥基的影响研究

结合北京地铁10号线国贸站西北风道施工对邻近短桩桥基影响这一工程问题,运用ABAQUS软件,在对施工过程进行三维动态模拟的同时,重点研究了施工过程中桥基的变形和受力性态以及桩土相互作用机理,并将部分计算结果与量测结果作了比较。研究成果为该工程施工提供了决策和指导作用,也可供类似工程参考。     

复合地基沉降计算中复合模量的探讨

复合模量作为复合地基沉降计算的一个重要参数指标被广泛运用,其值采用桩和桩间土压缩模量的加权平均法来计算。通过复合地基单桩的三维有限元模拟结果、相关理论以及工程实例,指明了加权平均法的不合理之处;并对复合模量的正确应用问题进行了探讨:利用复合模量提高系数计算复合模量或者采用平板载荷试验的变形模量代替复合地基的复合模量,这两种方法与实际结果具有较高的相符度,并且简便易行。