静动试桩法及其应用

介绍了一种新的评价单桩极限承载力的方法－静动法（ＳＴＡＴＮＡＭＩＣ法）对比传统的静载荷试验和高应变动测，分析了其适用范围及优缺点。     

竖向荷载下软土中碎石单桩破坏模式及承载力计算

采用有限差分法对软土地基中碎石桩单桩竖向受荷破坏全过程进行数值模拟研究.引入考虑体积应变截断的塑性硬化模型模拟碎石桩体,能够较好地反映碎石桩体的非线性剪胀力学行为以及由此引起的桩土相互作用.重点分析了桩体鼓胀变形、桩侧土压力演化以及由此决定的单桩破坏模式与典型荷载沉降曲线.传统单桩极限承载力公式所假设的整体剪切破坏模式仅适用于刚度较大的土体,而在软土中局部剪切破坏模式更为常见.为此,基于弹塑性介质中圆孔扩张理论推导了考虑桩体鼓胀变形及桩周土体刚度的碎石桩单桩承载力计算公式,并通过对比数值解验证了推导公式的有效性.较为系统地研究了软土地基中碎石桩单桩的承载机理及破坏模式,可为进一步研究碎石桩复合地基承载机理打下坚实的基础.     

群桩沉降的非线性分析

群桩的沉降分析一直尚用共同作用系数概念,并把两根桩之间的共同作用系数推广到群桩中。由于这种分析方法没有考虑单桩P－S曲线的非线性特性,计算结果使部分桩的承载力大于单桩的极限承载力,这显然是不合理的,本文通过引入单桩静载荷试验的P－S曲线,对弹性方法进行改进,使计算结果更符合实际。     

基于灰色预测理论的单桩极限承载力预测分析

由于非破坏性单桩静载荷试验无法直接得出其单桩极限承载力,因此我们根据现场实测静载荷试验数据,利用灰色模型GM（1,1）来预测其单桩极限承载力;并通过对比实测与模拟的两条Q-s曲线,得出的预测结果可靠并符合预期。     

机械阻抗法检测桩基承载力初探

分析了桩在静荷载作用下的性态以及桩土系统的动刚度，介绍了机械阻抗法的基本原理。和静荷载试验相结合，并引入静动对比系数，动测法对有效地检测桩基承载力和综合评价桩身质量都是切实可行的，并在工程实例中得到验证。     

桩身刚度对承载性能的影响分析

建立了超长单桩有限元分析模型,采用有限元方法分析了超长桩在不同刚度条件下桩顶位移与桩顶反力之间的关系,并分析桩侧摩阻力随深度的变化规律及单桩承载力情况.分析结果表明:增大桩身刚度能够使桩身下部侧摩阻力得到有效发挥,从而提高单桩承载能力.但在桩身刚度增大到一定程度时,继续增大桩身刚度对单桩承载能力的提高将趋于稳定.并提出了在条件允许时可通过提高桩身刚度改善桩的承载性能的工程建议.     

固结状态不同的饱和软土中桩基竖向循环承载特性

为了研究地基土在不同固结状态下竖向循环荷载对桩基承载力的影响,在三组不同固结围压、固结度的饱和软土单桩基础中,分别进行了初始静载和循环加载后静载两个独立试验,其中循环加载采用位移控制,依次施加四个递增振幅。通过数值模拟进一步分析桩基承载力的循环弱化规律。结果表明:当循环荷载大于桩周土硬化应力阈值时,桩土系统会发生强度弱化和刚度软化,桩基动刚度随着循环次数增加而减小。地基土固结围压、固结度的增加使桩周土硬化应力阈值提高,桩土系统抗弱能力提高。当循环荷载小于硬化应力阈值时,桩土系统强度弱化不明显,甚至发生刚度硬化,桩基动刚度随着循环次数增加而增大。地基土固结围压越大、固结度越高,桩基极限承载力越大,弱化后的桩基极限承载力也越大,相应的残余承载比越小。循环加载时,桩侧摩阻力和桩端阻力共同弱化,桩端阻力的弱化速率滞后于桩侧摩阻力,桩侧摩阻力的弱化是该桩基承载力弱化的主要原因。     

刚度对超长桩承载性能影响的模型试验研究

对不同刚度超长桩模型静荷载试验结果进行分析,发现桩身承载力不仅与土体性质有关,而且桩身刚度对桩身承载性能具有明显的影响.增大桩身刚度对桩端阻力弹性和塑性极限影响较小,但对桩侧摩阻力影响较大.刚度较大的桩,其下部摩阻力明显增大,能够将荷载传递到较深的土层,增大了有效桩长,从而提高了桩身承载力,减小了桩顶沉降.因此,在超长桩基础设计时,选用刚度较大的桩身可提高桩的有效利用率.     

新近深厚填土层单桩极限承载力分析

新近深厚填土属于欠固结土,在自重应力作用下土体固结并未完成,在此类地基中施工桩基础,可能会产生向下的负摩阻力,导致桩基极限承载力减小,影响建筑工程质量和安全.为了研究新近深厚填土单桩承载特性,开展单桩静载试验和基于规范的理论计算,考虑负摩阻力,单桩极限承载力计算值为1587 kN,不考虑负摩阻力的计算值为2136 kN,静载试验值为2000 kN,结果表明考虑负摩阻力时单桩极限承载力比静载试验结果少400～550 kN.因此新近深厚填土中单桩极限承载力设计值不能以桩基静载试验结果作为标准,应结合理论计算结果综合考虑,同时建议对单桩周边一定范围内的土层进行注浆加固处理.     

软土地基中预应力竹节桩承载性能数值模拟

预应力高强混凝土竹节桩（PHC竹节桩）由于桩身竹节的存在可以提高桩基承载性能，但在施工过程中会对周围土体造成较大扰动，导致承载力降低. 为了对竹节桩在软土地区的承载特性进行分析与研究，在现场试验的基础上通过ABAQUS建模对竹节桩的荷载传递特性进行模拟计算. 试验和模拟结果表明： PHC竹节桩桩身竹节的存在使得桩侧土体在竹节桩施工过程中受到了很大扰动，休止期为40?d时PHC竹节桩桩周土体强度仅恢复到初始强度的1/2左右，土体强度完全恢复后PHC竹节桩极限抗压承载力远高于PHC管桩极限抗压承载力；竹节尺寸会对竹节桩桩侧承载性能产生较大影响，一定范围内增大竹节尺寸可以显著地提高PHC竹节桩的极限抗压承载力，且存在一个最优竹节直径使PHC竹节桩单位体积混凝土承载力最高.     

完整指数函数拟合单桩荷载-沉降曲线的分析

不同于以往确定完整指数函数参数的方法,提出了确定完整指数函数参数的差分形式最小二乘法;然后结合现场试验,对完整指数函数拟合荷载-沉降曲线的规律进行分析,探讨用指数函数最大曲率点判定桩的极限承载力及其相应沉降的合理性;最后针对未加载至破坏的单桩竖向静载荷试验,研究用完整指数函数预测竖向荷载作用下单桩的极限承载力及其相应桩顶沉降的可行性,提出了预测单桩极限承载力的条件和预测单桩破坏时桩顶沉降的合理性和局限性.     

岩溶地区新型灌注桩承载机理试验及模拟研究

基于布袋桩成桩试验与4组室内静载荷试验,结合7组数值模型,对布袋桩的成桩可行性与桩身荷载的传递特性及其承载机理进行研究.结果表明：1）布袋桩在解决岩溶地区成桩时浆液渗漏问题的同时,具有成桩质量良好、成桩形状可预测的特征.在等桩径、等加载条件下,布袋桩的极限承载力为传统桩的1.15倍以上,桩顶沉降远小于传统桩;2）布袋桩...     

强风化花岗岩中嵌岩短桩承载特征原位试验与有限元分析

通过对青岛地区风化岩地基2个工程11根短桩的原位测试及有限元模拟分析,研究嵌岩短桩的承载性状和荷载传递特征。对大直径嵌岩短桩的承载性状进行有限元模拟,探讨长径比、嵌岩深度及基岩强度对嵌岩短桩承载性能的影响。研究结果表明:风化岩地基中的嵌岩短桩极限承载力高,沉降小,能够满足工程需求并具有较高的安全储备;单桩极限承载力随着桩长的增加变化并不显著,表现出极强的端承性状。嵌岩段桩侧摩阻力峰值随长径比的增大逐渐减小,桩顶沉降随长径比增加而增大;不同的嵌岩深度下,桩身轴力衰减的规律基本相同,随嵌岩深度的增加,桩顶沉降逐渐减小,端阻力在承载力中所占比例(Qp/Qu)逐渐减小;桩顶沉降随桩岩刚度比(Ep/Er)的增加而逐渐增大,而端阻分担的荷载比随Ep/Er的减小逐渐增大。     

水泥土搅拌桩复合地基承载特性现场试验

为探究水泥土搅拌桩及水泥土搅拌桩复合地基的承载性能,对青岛某厂区的6根水泥土搅拌桩单桩及2组3桩水泥土搅拌桩复合地基进行竖向抗压静载荷试验,并采用修正双曲线模型预测单桩和复合地基的极限承载力。试验结果表明:6根单桩及2组复合地基均未加载到破坏,其Q-s曲线均为缓变形,桩端持力层为全风化花岗岩的水泥土桩桩顶回弹量较大,弹性工作特征明显;桩端持力层为中砂层的水泥土桩桩身弹性工作特征不显著。经推算水泥土搅拌桩单桩承载力发挥系数为0. 88,符合《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79—2012)中水泥土桩承载力发挥系数的取值范围。经工程实例验证,修正双曲线函数能够精准预测水泥土单桩和复合地基的极限承载力,对于确定本试验中水泥土单桩和复合地基的极限承载力可信度较高。研究成果可为类似的复合地基的设计、施工与检测提供借鉴和参考。     

长春泥岩地区AM桩抗压承载性能

目的研究泥岩地质条件下AM桩承载特性,确定泥岩地质条件下AM桩极限抗压承载力、端阻比、单位体积混凝土承载力,并分析扩底与否、扩底位置、地层特性对AM桩承载性能的影响.方法对泥岩地区AM桩进行自平衡试验,建立M IDAS-gts三维数值模拟模型,将试验数据与数值模拟结果对比分析,推出AM桩单桩极限承载力.考虑AM桩的横向尺寸效应,计算分析两类非泥岩地质条件下AM桩的端阻比、单位体积混凝土承载力并与泥岩地质条件下AM桩对应参数对比.结果数值模拟所得极限承载力比自平衡试验值大30%左右,泥岩地质条件下AM桩端阻比比非泥岩地质条件下AM桩端阻比高12. 5%,单位体积混凝土承载力也要比非泥岩地质条件下高140. 5 k N/m3.泥岩地质条件下通过扩底作用,AM桩极限承载力比同尺寸等直径桩提高35%,泥岩地质工程性质较好,更有利于AM桩发挥较高承载性能.结论扩底作用很好地发挥了端承效应,提高了AM桩的承载能力以及混凝土利用效率.改变扩底位置对承载力没有影响,但在桩基底部扩底更有利于桩基整体协调变形.承载性能较好的土体更能够发挥了AM桩的承载性能.     

考虑时间效应的预制桩单桩极限承载力解析解

从饱和软土中沉入预制桩单桩引起的三维超静孔隙水压力的消散和桩周土的固结出发。结合桩土接触面的破坏形式，获得了考虑时间效应的单桩极限承载力的解析解，实现了对任意时刻单桩极限承载力的预测。分析了土体参数的变化对单桩极限承载力的影响，结果表明：桩的最终极限承载力增量随摩擦角的增大而增大；固结系数决定着桩的极限承载力在初期的发挥，但并不影响桩的最终极限承载力。计算结果与工程实际测量吻合较好。     

隧道开挖对既有受荷桩竖向承载特性的影响

目的研究黏土中隧道开挖对既有受荷单桩基础竖向承载特性的影响,分析桩基础竖向承载特性变化.方法采用位移控制有限元方法模拟隧道开挖对桩基础竖向承载特性的影响.结果隧道开挖导致既有桩基础发生显著沉降,但在不同初始荷载水平作用下,对单桩极限承载力最终值影响较小.轴力增量呈S型分布,在桩基础下部产生摩阻力,上部产生负摩阻力;桩端土体中超孔隙水压力在隧道开挖过程中逐渐增大.结论隧道开挖对既有受荷桩竖向承载力最终值影响不大,但是对桩身沉降影响很大.城市地铁隧道开挖对既有建筑桩基础承载特性影响的研究成果,为盾构施工后桩基础承载力分析提供参考.     

软土地区长螺旋钻孔压灌桩试验研究

给出了软土地区70根长螺旋钻孔压灌粉煤灰混凝土桩的单桩静载荷试验结果，由此得到软土地区长螺旋钻孔压灌混凝土桩桩侧阻和桩端阻的取值方法。介绍了8组不同大小压板下粉煤灰混凝土桩复合地基静载荷试验和2组粉煤灰混凝土桩单桩静载荷试验结果，根据带垫层刚性桩复合地基的承载特性，提出了软土地区粉煤灰混凝土复合地基承载力计算公式。     

砂土中单桩承载特性室内试验分析

针对不同砂性地质条件和工况,通过室内模型试验,研究了砂土中桩基的承载力性状.研究表明:砂土在自重条件下发生自密实,并将影响到室内模型基桩的承载性能,承载力随砂土密度的增大有增长的趋势;试验孔道位置和贯入深度的改变诱发极限承载力值发生改变,模型桩承载曲线表现出明显的边界效应和深度效应;贯桩速度的增大也引起模型桩极限承载值的相应增加.模型试验结果可以定性分析砂土中桩基的承载特性,为桩基设计提供指导.     

单桩竖向极限承载力预测的SVM模型

在综合分析了各种单桩竖向极限承载力分析方法的基础上,建立了基于支持向量机(SVM)的单桩竖向极限承载力预测模型.以实测数据为学习样本和测试样本,讨论了其可行性.研究表明,该方法能较好反映桩的实际受力过程,具有一定的工程应用价值。