水平循环荷载下斜坡段基桩动力响应特性模型试验研究

为探究不同工况下斜坡段基桩的水平动力响应特性,设计并开展7组模型试验,分析不同斜坡坡度、水平荷载幅值及循环次数下桩顶水平位移及弯矩的分布规律。研究结果表明：桩顶水平位移随循环次数增加而持续增大,但其增长速率却逐渐减小;随着循环次数增加,P-Δ效应对桩顶水平位移的影响逐渐变大;当循环次数n<100时,不同斜坡坡度下基桩的水平动力响应特性对循环次数变化较为敏感,而当n>100时,桩顶水平位移上、下包络线之间的差值保持不变且该差值与斜坡坡度及荷载幅值均成正相关;水平循环荷载下桩顶水平位移均为对应静荷载下桩顶水平位移的2.40倍以上,且该比值与水平荷载幅值呈正相关;随着循环次数增加,桩身弯矩逐渐增大,表明桩前土体开始弱化;随着斜坡坡度由30°增加到60°,桩身弯矩随循环次数增加而出现显著变化的范围z/l由0.40增加到0.64,表明桩前土体弱化的深度范围与斜坡坡度呈正相关;基桩承载性能与斜坡坡度、水平荷载幅值及循环次数均呈负相关;以静荷载下桩顶水平位移为基础,提出了可考虑斜坡坡度、水平荷载幅值及循环次数影响的桩顶水平位移拟合公式,计算数据与实测数据相比,相对误差在10%以内,该拟合...     

考虑桩侧及桩后土拱联合作用的抗滑桩桩间距研究

为探究抗滑桩合理桩间距的计算方法,首先,考虑桩侧土拱及桩后土拱的联合作用,建立出相应的双土拱简化计算模型。其次,基于Mohr-Coulomb破坏准则及极限平衡理论,依次分析桩侧土拱、拱间土体及桩后土拱的受力特性。然后,以静力平衡与拱脚处截面强度为控制条件,分别获得桩侧土拱及桩后土拱的极限承载力,进而联立求解出联合作用时的极限承载力,并在此基础上,推导出抗滑桩合理桩间距计算公式。最后,通过某工程实例对此计算公式进行了验证,结果表明:理论计算与工程实例结果吻合较好,该公式用于抗滑桩工程中计算合理桩间距是可行的;并对比分析了其他现有理论计算结果与实际值存在偏差的原因,进一步验证了双土拱模型的优越性。此外,为探究合理桩间距的影响因素,依次分析了土体抗剪强度指标(内摩擦角及黏聚力)、抗滑桩截面尺寸(正面宽度及侧面宽度)、均布滑坡推力及滑坡推力分布形式(沿桩长方向)等参数对合理桩间距的影响,并综合考虑各参数拟合出合理桩间距的简化计算公式。结果表明:合理桩间距随土体黏聚力、抗滑桩侧面宽度及抗滑桩正面宽度增大近似呈线性增大,随土体内摩擦角增大呈非线性增长且增长速率逐渐增大,而随着滑坡推力的增大,合理桩间距呈现出非线性减小且趋势逐渐减缓。     

边坡稳定性分析的简化计算方法

传统边坡稳定性分析多需借助数值软件,为得到可考虑多因素的边坡稳定性简化计算公式,首先,设计了多因素水平下的正交试验,采用理正岩土和FLAC^3D6.0分别求解了各组试验中基于瑞典条分法、简化Bishop法、Janbu法和强度折减法的边坡安全系数。然后,通过影响因素分析揭示了各因素对安全系数的影响程度,并选取影响程度较大的因素用于建立回归模型;之后,基于正交试验结果和选取的影响因素,采用SPSS回归分析得到了安全系数的计算公式。最后,通过本文公式与数值试验和文献中算例结果进行对比,结果显示所有误差均在10%以内,说明在实际工程中采用本文简化计算方法可对边坡稳定性进行初步判断,同时可为类似工程分析提供参考。     

岩溶区偏心荷载下路基承载力有限元极限分析

为探究偏心荷载下路基下伏溶洞对其不排水承载力的影响,基于有限元极限分析方法建立了相关数值模型,并将数值所得结果与已有研究进行对比,验证了有限元极限分析方法的合理性。在此基础上,用一个无量纲参数N_c来衡量溶洞对路基承载力的影响,通过一系列参数分析深入分析了不同变量(如路基与溶洞相对位置、溶洞尺寸、荷载偏心率e/B和土体抗剪强度变化无量纲参数kB/c_u0等)对路基极限承载力的影响。结果表明：N_c随e/B、R/B(洞径)的增大而减小,随α/B(溶洞偏心量)、β/B(溶洞埋深)、kB/c_u0的增大而增大,其中e/B和kB/c_u0是影响路基承载力的关键因素。此外,以剪切耗散云图为依据,对各工况下路基-溶洞系统的破坏机理进行探究,在分析各变量影响的同时,总结了3种典型破坏模式。     

高陡横坡段桥梁双桩内力计算有限差分解

为了对高陡横坡段桥梁双桩基础进行合理分析,提出一种适用的有限差分法。首先,针对陡坡段桥梁基桩不同特征段的承载特性,将后桩划分为嵌固段及受荷段,同时,将前桩划分为嵌固段、受荷段和自由段。然后,考虑桩土相互作用及桩顶变形协调,并引入边界条件,建立了适用于高陡横坡段桥梁双桩基础内力及位移分析的简化计算模型。在此基础上,综合考虑P（荷载）-Δ（位移）效应及连系梁的影响,分别对各特征段基桩微元进行受力分析,并引入相邻特征段满足的连续条件（即位移连续、转角连续、剪力连续及弯矩连续）,推导出各微分段的控制差分方程,以MATLAB为平台编制相应计算程序,迭代求解桩身位移,进而求解其内力。最后,结合室内模型试验与现场试验对理论计算方法进行验证,并以现场试验桩为基础,分析连系梁及P-Δ效应等对高陡横坡段双桩基础内力及位移的影响。研究结果表明：理论计算结果与模型试验及现场试验实测数据均吻合良好,表明该方法可行、合理,可为高陡横坡段桥梁工程设计计算提供参考;有自由段存在的基桩,P-Δ效应明显;连系梁对倾斜荷载下基桩桩身内力具有显著影响,连系梁的存在会对上部荷载进行重新分配,并在一定程度上弱化P-Δ效应,对桩身变形具有一定的约束作用。     

基于有限元分析的横向 受荷刚性桩应变楔模型形体参数研究

为研究应变楔模型中形体参数的变化规律,以已有的砂土与黏土试验参数为依据,通过ABAQUS有限元软件对横向荷载下刚性桩的三维模型进行有限元分析。采用莫尔库仑本构模型、罚函数非连续接触算法以及线性缩减积分单元建立横向荷载下刚性桩的三维有限元模型,并对模型进行验证。根据ABAQUS的分析结果确定应变楔的边界应变值,确定应变楔的各个形体参数。基于控制变量法分析砂土与黏土中各应变楔形体参数的变化规律。对各参数进行回归分析,得到砂土与黏土中应变楔底角与长度的拟合公式。研究结果表明:不同土质下应变楔模型的形体参数在不同横向荷载、弹性模量以及内摩擦角下呈现的变化规律有明显差异,故对于不同土质下的应变楔模型宜分开进行考虑。