成层地基中单桩受扭弹塑性分析

为了探讨成层地基中单桩的受扭性状,基于桩侧土双折线模型,以塑性区开展深度为变量,推导了桩侧土分别处于弹性和塑性状态时桩顶的扭矩-扭转角曲线和桩身扭矩、扭转角分布曲线的递推计算方法,并编制出相应的计算程序,由此对比分析了单层与双层地基中桩身的受扭性能.最后,结合工程算例进行了应用,并完成了参数分析.结果表明:考虑桩侧土分别处于弹性和塑性状态所得结果更符合工程实际;桩顶扭矩T一定时,桩顶扭转角φ随桩身材料剪切模量Gp和半径r0的增加而减小;r0对T-φ曲线影响显著,同等条件下r0提高一倍,桩顶抗扭承载力提高4~6倍;可对桩周上部土层进行处理来提高桩身抗扭性能,其有效处理厚度为桩长的0.2倍.     

水平受荷倾斜群桩模型试验及受力机理研究

长期受水平荷载的工程涉及到倾斜桩的应用,其水平承载能力和桩周土体行为受到关注．设计了4组不同布桩方式的室内倾斜群桩水平加荷模型试验,针对6桩承台,对比分析了倾斜群桩的桩身位移、桩身内力及桩周土体变形,相较于群直桩,同向10°、对称10°和对称20°的倾斜群桩水平承载力分别提高了13.3%、28.3%和75.0%,桩顶最大水平位移依次减小了21.3%、35.6%和53.9%,倾斜群桩的桩身内力较小,侧摩阻力较大,桩顶土体水平位移最多减少了48.9%,桩底土体竖向位移最多减小了56.4%．建立了承台-倾斜群桩-土体在水平荷载作用下的精细化有限元模型,进一步分析了足尺条件下不同布桩方式倾斜群桩与土体的相互作用．直桩抵抗水平荷载的作用主要由土体沿桩身法向抗力提供,而倾斜群桩在水平荷载下产生较大的侧摩阻力,且斜桩侧摩阻力水平分量在抵抗水平荷载中发挥重要作用,对称20°倾斜群桩中侧摩阻力水平分量占比高达35%,所以其水平荷载能力更强,显著提高结构的抗侧刚度．承台与桩连接方式的改变没有影响其受力模式,刚接时桩顶存在负弯矩,更有利于减小桩身弯矩和桩顶位移．合理布置的倾斜群桩可以在水平荷载下发挥显著作用...     

成层软粘土地基非线性流变固结理论研究

研究了具有非线性流变特性的成层地基一维固结问题,并考虑了土的自重、渗透性变化和变荷载。基于多层地基一维线弹性固结解析解和迭代法,建立了求解该复杂问题的半解析算法,并编制了相应的计算程序AODNRCLS;此工作使固结理论更趋完善。     

倾斜荷载与负摩阻共同作用下的桩基承载特性

利用有限元方法模拟现场倾斜荷载试验及现场负摩阻试验,并对倾斜荷载与负摩阻共同作用下的基桩受力特性进行分析。首先,施加竖向荷载;然后,分先后顺序施加水平荷载与产生负摩阻的地面荷载。研究结果表明:地面荷载先于水平荷载施加对基桩承载有利,当地面荷载为竖向荷载的1.3%时,承受倾斜荷载时基桩桩顶水平位移、桩身最大弯矩、桩身最大轴力与未施加地面荷载情况相比,分别减小35.1%,22.2%和5.6%;当地面荷载后于水平荷载施加时,基桩的水平承载特性与仅受水平荷载时的相比无明显区别;桩侧负摩阻力略增大。     

成层地基中单桩沉降的时间效应研究

为研究成层地基中静荷载作用下单桩沉降的时间效应,采用Voigt模型来考虑桩侧土对桩的作用,根据桩侧土的成层性,将桩土系统从下至上划分为若干层,对每层桩土系统建立控制方程.运用阻抗函数递推方法求得了频域内桩顶位移响应的解析解,进而利用Fourier逆变换和卷积定理求得了静荷载作用下考虑时间效应的单桩桩顶沉降半解析解.运用该解析解讨论了两层和三层桩侧土工况时桩土参数对单桩沉降性状的影响,并将计算结果与工程桩的实测数据进行了对比,验证了本文解的合理性.     

水泥土搅拌桩地基处理中桩长桩间距非线性有限元分析

水泥土桩在增加地基强度、提高地基承载力、减少土体压缩变形等方而效果显著,近年来逐渐得到广泛应用,水泥土桩的复合地基相应的理论研究工作却远落后于实践,利用ANSYS非线性有限元的方法分析水泥土桩地基处理中对桩长和桩间距对加固层和下卧层应力的影响,加固层和下卧层沉降的影响参数影响。得出了合理控制设计水泥土桩的应力的一些结论。     

层状地基中刚性承台群桩竖向力学分析

基于Winkler地基模型，建立分层土中单桩的荷载传递矩阵，并考虑被动桩与桩周土的相互作用，建立被动桩的位移控制方程，得到两根桩的相互影响系数a．提出了刚性承台下受荷群桩的位移内力计算的解析方法，并和有限元计算的结果进行了比较，得到了较好的一致性．     

多层地基中桩的荷载传递分析

利用剪切位移法和传递矩阵法,根据分层分析原理,推导出了多层地基中桩的荷载传递矩阵,并在桩端应用双曲线荷载传递模型,模拟土的非线性变形特性,从而建立了可考虑土非线性影响的多层地基中桩荷载传递分析理论.该理论可用于计算多层地基中桩的沉降和极限承载力,也可用于分析多层地基中桩的荷载传递规律.通过与现场实测结果对比可知,计算结果与实测所得到的p s结果非常吻合,计算所得到的桩身轴力和桩侧摩阻力沿深度的分布与土层分布的实际情况相符,也与用其他分析方法得到的结果一致.荷载传递分析理论比有限元方法简单,并具有较强的实用性.它不但可用于分析多层地基中桩的荷载传递规律,也可用于分析嵌岩桩和扩底桩的荷载传递规律.     

成层地基中薄壁管桩水平承载性状数值分析

针对成层地基中薄壁管桩受水平荷载的问题,基于有限元理论,编制了薄壁管桩全桩位移和内力的计算程序,利用该程序结合工程算例对影响薄壁管桩水平承载性状的因素进行了分析.结果表明:桩径是影响薄壁管桩水平承载性状的主要因素,其次是桩长和地基土性质,而桩身刚度和桩身壁厚的影响相对较小.     

成层地基中考虑桩桩相互作用的双排桩受力变形分析

基于成层地基中的双排桩支护结构的受力变形特点,将前、后排桩视为竖直插入成层地基中的弹性地基梁,以不同刚度的水平弹簧模拟前、后排桩与其间成层地基土体的相互作用. 以各个土层接触面为水平分界面,将前、后排桩支护结构分为若干单元段,以朗肯土压力理论计算作用于后排桩的主动土压力,以弹性抗力法计算作用于前排桩基坑底面以下的土体抗力,且考虑地基反力系数沿深度的线性变化. 基于Euler-Bernoulli双层地基梁理论,考虑桩桩及桩土相互作用得到成层地基中双排桩支护结构的挠曲微分方程,并采用幂级数法求解,然后根据界面处内力与位移的连续条件及桩顶、桩底的边界条件,得到任一深度桩身的水平位移、转角、剪力与弯矩计算式. 最后通过一工程实例分析,将本文方法计算结果与实例结果进行对比分析,验证了本文方法的正确性.     

倾斜荷载下基桩的研究现状及发展动态

随着我国高层建筑、大跨径桥梁工程等的高速发展,桩基应用日益广泛。在实际工程中,基桩往往同时承受轴向和横向荷载(倾斜荷载),故基桩在倾斜荷载下的受力分析日益受到重视,成为目前研究热点之一。本文通过对国内外该领域文献的综合分析,结合作者近20年的研究成果,分别从理论分析和试验研究两个方面详细探讨了倾斜荷载下基桩的受力特点、承载力确定、分析计算方法．以及其研究现状,并指出了该领域今后的研究方向。     

基于数值模拟的斜桩群桩水平和竖向承载特性分析

斜桩具有较高的水平承载力,广泛应用于跨海大桥、码头、风力发电站等承受较大水平荷载的构筑物.为研究斜桩群桩的水平承载特性和竖向承载特性,针对2×2斜桩群桩和3×3斜桩群桩,基于ABAQUS建立有限元数值模型,在利用试验验证模型正确性的基础上,分别对两种群桩斜桩模型的水平承载特性和竖向承载特性展开研究,结果表明:对于两种群桩模型,在桩身倾角处于0~21°内,桩身倾斜角越大,桩在相同竖向荷载下的沉降越小,桩在相同水平荷载下的位移越小,设置斜桩能够有效提高群桩的竖向承载能力和水平承载能力;在同一工况下,相同位置桩的桩身位移曲线相近,桩身水平位移随着桩身位置的下降而变小,由于水平荷载产生的位移和桩旋转产生的位移耦合的影响,部分桩在桩底附近发生了与加载方向相反的位移;对于2×2群桩模型和3×3群桩模型,单桩数量的增加并不会导致承载力的等比增大,水平受荷群斜桩也会发生类似于竖向受荷桩的“群桩效应”.     

群桩横向非线性力学响应的三维有限元数值模拟

利用有限元软件ANSYS,针对群桩横向力学响应问题,进行了三维有限元数值模拟.计算模型中,考虑了土体的材料非线性、桩-土界面状态非线性等因素,对群桩横向力学响应的影响.通过算例分析,验证了模型的正确性.在此基础上,进一步研究了群桩-土横向相互作用的非线性特性,计算结果对于桩基础的分析和设计,有较好的参考价值.     

有限层有限元混合法研究桩土相互作用

提出研究桩土相互作用的新模式－有限层有限元混合法，将半无限空间问题转化为准二维平面问题求解。经理论分析，推导出可解决弹塑性问题的公式。通过实例分析并与三维有限单元分析比较，证实本方法不仅理论清晰、简捷，而且精度较高，运算速度快，应用前景广阔。     

纵横向荷载作用下PHC管桩的有限元分析

为研究纵横向荷载作用下PHC管桩的承载性能,通过经试验验证的有限元模型,考虑了地应力和桩土接触的影响,通过变换土体的参数、桩头自由长度、桩端土特性等影响管桩承载力的因素,对竖向和水平荷载共同作用下管桩的受力特性进行了分析.竖向荷载的作用能提高管桩的水平承载能力.同时,还分析了水平荷载对管桩竖向沉降的影响.在竖向荷载较小时,水平荷载的作用减小了桩顶沉降,但随着竖向荷载的增加,水平荷载对桩顶沉降的影响减小.分析结果表明,把竖向荷载和水平荷载分开来考虑管桩的受力性能是偏于安全的,不会引起太大的误差.     

计算桩基的有限元方法及程序设计

文章介绍了桩基计算程序。应用平面杆系有限元方法,推导出弹性桩的单元刚度方程;在桩顶设置竖向弹簧,将群桩结构视为框架结构,可以简化程序的编制;既考虑了刚性承台,也考虑了柔性承台,即计入承台的弯曲变形影响,使计算结果更符合工程实际。通过算例分析比较和实际应用表明,程序的计算精度很高。使用程序可以方便快捷地计算各种型式的桩基结构。     

基于P-Y曲线的水平承载群桩有限元分析

通过将P-Y曲线与有限元法相结合，探讨了多层地基中水平承栽桩非线性受力特性分析的简捷、精确方法．该方法假定桩间土对桩单元的水平抗力按线性分布，引入线性插值函数模拟单元约束反力，导出了桩一土相互作用的P-Y曲线非线性有限元计算模型，利用直接迭代算法进行编程求解．工程实例分析表明：计算结果与m法相比具有良好的一致性，该方法简便，稳定性好，便于工程设计应用。     

嵌岩桩极限承载力的非线性分析

本文根据桩土之间的相互作用 ,采用邓肯 -张模型对土、基岩进行非线性有限元分析 ,计算出桩、土的内力、变形以及承载力 ,理论计算结果与实测情况比较接近。同时据实测结果 ,对照规范提出建议。图 3,表 2 ,参 3。     

群桩基础的平面框架有限元分析方法

通过将土体水平抗力及竖向摩擦力对桩身的作用转化成弹性支承的边界约束,使得群桩基础的计算能够使用一般平面框架有限元分析程序,便于工程设计人员掌握与应用