承台刚性变化对群桩沉降的影响

以Mindlin解答和荷载传递法相结合的半解析法,并应用中厚板理论的广义有限单元,建立了群桩-承台体系共同作用的线性与非线性数值分析方法.该方法不仅考虑群桩的工作性状,同时可用于承台厚度变化对桩-土-承台体系工作性状的影响的分析.研究结果表明,本文建议的方法对土体线性及非线性情况下群桩沉降的性态预估令人满意.     

承台厚度不同对超长群桩的影响分析

承台-桩-土的相互作用使群桩基础的受力变形特性复杂,而超长桩由于桩身很长,加深了这种相互作用的复杂性。本文通过有限差分数值计算软件FLAC3D,对承台厚度不同的超长群桩基础进行了分析,结果表明,超长桩为低承台基础时,在承台顶荷载相同情况下,各桩轴力、桩侧摩阻力及桩顶沉降比高承台超长群桩基础的要小,表明采用低承台更有利于超长群桩基础受力。     

群桩-土-承台共同作用分析方法

将承台与群桩分开考虑，通过相互作用影响系数计算群桩沉降，根据位移协调和力的平衡条件，将群桩的刚度矩阵和承台—土体系的刚度矩阵进行耦合．得到群桩-土-承台结构共同工作平衡方程，通过数值法求解承台的内力。     

变刚度布桩群桩基础的承载特性

针对大规模的等刚度群桩基础中不同位置的桩易出现蝶形差异沉降、桩顶反力马鞍形分布、承台弯矩增大等问题,采用有限元模型和数值计算方法研究等刚度九桩在施加均布荷载时的沉降、桩顶反力、荷载分担比等问题;通过改变群桩桩长、桩径、桩距、承台厚度建立4组单变量模型,与等刚度群桩模型的沉降、桩顶反力、桩土荷载分担比等数据进行对比,研究变刚度群桩对于差异沉降控制的作用。结果表明,群桩模型的中心桩所受承载力及沉降最大,在变刚度设计中增加中心桩桩长及桩径时,群桩差异沉降控制效果较好。     

群桩-承台体系动力阻抗的近似计算方法

采用数值方法对群桩-承台体系的动力阻抗进行了分析.根据两个不同规模的群桩-承台体系的动力阻抗计算结果,发现在结构抗震所重点关注的低频段,群桩-土体-承台的动力相互作用与频率的相关性较小,因此可采用群桩-承台的静力相互作用关系代替其动力相互作用关系计算群桩-承台体系的动力阻抗.文中通过若干算例近似得到了群桩-承台的静力相互作用关系,并给出了利用群桩和承台的动力阻抗计算群桩-承台体系水平、摇摆和水平-摇摆耦合动力阻抗的简化计算公式.     

群桩竖向荷载-沉降特性影响因素的数值分析

在采用三维数值模拟法对一群桩试验模型进行分析对比基础上,建立了与实际工程中相近的低承台群桩模型,用数值模拟手段揭示了在上部荷载作用下群桩的荷载-沉降特性,并对群桩基础荷载-沉降曲线的影响因素分别进行了分析与探讨.结果表明:桩长(长细比)、桩距(距径比)、桩土剪切弹簧刚度、桩端土刚度、承台刚度及其设置方式对群桩荷载-沉降曲线影响较大,而桩身刚度的影响不明显.     

考虑时间效应的复合桩基简化分析方法

基于复合桩基的基本理论，结合刚性基础的计算方法，建立了考虑时间效应的桩-土-刚性承台体系共同作用的基本方程，编制相应程序进行计算，分析了单桩、四桩和九桩3种具有代表性的桩-土-承台体系沉降与反力随时间的变化特征：在整个加载过程中，单桩、四桩、九桩承台的沉降随时间对数的变化曲线均呈“S”形；加桩承台的荷载-沉降曲线表现明显的非线性，刚性基础加桩以后“架越作用”减小。     

基于能量法的高承台桩基沉降计算方法

为探讨高承台桩基的沉降计算方法,考虑高承台群桩中各基桩的相互作用,首先基于Cooke原理推导得到基桩桩侧单位厚度土的等效刚度系数;其次,从能量传递的角度建立承台-桩基的平衡方程,并联立承台-桩基变形协调关系以及桩端边界条件,利用能量法对基桩桩身轴力与位移进行求解,从而得到高承台桩基沉降计算方法,编制相应的计算程序。最后,利用该方法及计算程序对某工程中的高承台桩基进行计算。研究结果表明:采用本文方法所得计算结果与实测结果较吻合,验证了本文计算方法的合理性。     

低承台小群桩共同作用诱发变形特征

基于弹性理论法的桩、土位移方程进行了部分改进,使其计算精度提高;利用改进后的位移方程用Digital Visual Fortran语言编写低承台小群桩共同作用分析程序,研究桩径、桩长、桩距、承台底基床系数对低承台小群桩的荷载-沉降关系的影响.研究结果表明:低承台小群桩的荷载-沉降关系呈缓变特征;基桩承载力及沉降量均比单桩的大,随着桩长、桩径、承台底基床系数的提高,群桩承载力及基桩承载力相应提高,但同时产生较大的沉降;桩数增加,群桩承载力及基桩承载力也相应增加,当桩群总体受荷相同时,若桩数较多,则群桩的沉降较小,但当基桩受荷相同时,若桩数较多,则群桩的沉降量增加.     

考虑筏承担荷载的桩筏基础设计方法探讨

减少沉降的桩基设计理论和设计方法已经得到了成熟的应用和广泛的认可。笔者根据多年来的设计实践,对该理论进行的深一步的探索,提出考虑筏分担荷载的桩筏基础设计方法,以期更达到减少桩数和承台厚度,满足工程要求并节省工程投资。     

桥头跳车处理技术研究

桥头跳车常导致公路交通运输功能无法得到满足,诱发、加重桥梁病害、缩短交通工具使用寿命,并影响交通安全。长期以来高等级公路桥头跳车问题已成为国际公认的公路交通技术难题。一方面桥台地基和基础形式与高填方路基形式不同,导致桥头紧邻两部分的荷载和承载方式不同,易于产生不均匀沉降变形;另一方面桥台部分与高填方路基的基层结构形式不同,在行车荷载作用下,桥头高填方路基基层整体性较差,交通荷载下易产生沉降变形,而桥台部分整体性好,使桥台产生的沉降变形显著减小。本文从减小桥头高填方路基的绝对沉降变形和桥台和填方区路基相对沉降差两方面入手,探讨了高速公路桥头跳车的处理技术,对目前我国高等级公路建设过程中的桥头跳车问题的缓解具有一定的工程参考价值。     

城市立交桥桩基托换对桥台基础变形

城市立交桥桩基托换不可避免的会对桥台基础的沉降变形产生较大影响。本研究依托郑州市黄河路立交桥F匝道桥台桩基托换工程,利用ABAQUS有限元软件,建立主动托换结构的三维实体有限元模型,通过数值模拟得出主动托换过程对立交桥桥台新旧基础沉降的影响规律,并与现场监测数据对比,模拟结果与现场监测数据基本一致。分析结果表明:沉降影响最大位置在托换梁中部偏西南方向,应加强此区域位置的监控;整个过程位移控制良好,待稳定后可进行后续施工。本研究结果可为类似桩基托换工程的设计和施工提供借鉴和参考。     

综合管廊深基坑施工对邻近桥梁的影响

为了解综合管廊基坑施工对邻近桥梁的影响规律,以平潭某区间段管廊深基坑为研究对象,采用PLAXIS 3D岩土有限元分析软件建立三维数值模型,模拟综合管廊深基坑开挖回填,分析围护结构、周边土体变形以及桥桩和桥台的响应情况。结果表明:在桥台影响范围内,地层变形和围护墙侧移明显高于其他部位;越靠近管廊基坑的桥台及桥桩附加位移越大,桥台侧移和沉降极值约为4.00 mm;桥桩水平方向都是朝基坑内移动,在基坑开挖及管廊施工过程中,其竖向主要表现为上浮,随着基坑回填才缓慢发生下沉;邻近的桥台及桥桩位移随基坑围护桩桩长减小而增大,总体上管廊基坑开挖对邻近桥梁引起的位移变化不大。通过对管廊基坑的监测数据分析,表明数值模型可靠,基坑总体上安全稳定,邻近桥梁有足够的安全度。     

基于动力系统自记忆原理的软土地基沉降预测

 基于软土地基沉降的过程是一个非线性的动力系统演变过程,为较为准确地对软土地基的沉降量进行预测,将“动力系统自记忆原理”引入软土地基沉降预测中.采用双向差分原理反导出软土地基沉降的非线性常微分方程,将其作为微分动力核,建立软土地基沉降自记忆模型,并将该模型用于汕汾高速公路软土地基沉降的预测.研究结果表明,将自记忆原理引入到软土地基沉降的预测中,提高了预测的精度和适用范围,为软土地基沉降的预测提供了一种新的方法.     

楔型柔性搭板模型试验

针对中国高等级公路路桥过渡段出现桥头跳车病害，通过室内模型试验，结合土工格室楔形柔性搭板处治方法，研究了在不同工况下楔型柔性搭板的工作性状。结果表明，楔型柔性搭板能够有效地减小因地基沉降所引发的桥台台后填土沉降；对于不同土质，楔型柔性搭板减小沉降的效果有差异。提出了针对不同土质及不同沉降条件下楔型柔性搭板的设计优化方案。     

拓宽路基荷载下管桩复合地基沉降变形模式

为揭示拓宽路基荷载下管桩复合地基沉降变形特征及采用管桩处治技术缓解地基差异变形效果,开发土工构造物变形测试系统,升级传感器电测手段,建立与实际应力相符的离心试验模型,并借助有限元数值分析方法,系统研究了新老路基表层和管桩复合地基变形性状。研究结果表明：管桩处理能够快速控制软土地基的沉降,进而有效缓解拓宽新老路基的差异沉降;新老路基的沉降量对路堤高度的变化比较敏感,路堤填方高度变化会带来较大的地基沉降量的变化;路堤填方高度越小,管桩对于减少新老路堤变形的作用就越明显;在拓宽路基荷载的作用下,管桩复合地基最大沉降值位于拓宽荷载的形心垂线处。     

高层建筑桩筏基础变刚度调平设计应用

针对高层建筑桩筏基础的差异沉降控制问题,最新修订的《建筑桩基技术规范》JGJ 94—2008提出了变刚度调平设计新理念.群桩基础变桩长、变桩距是变刚度调平设计手段之一.在7组变刚度物理模拟试验及ANSYS有限元分析3组数值模拟试验的基础上,用MATLAB对数据进行回归分析,得到变刚度群桩基础沉降的计算公式,推导出物理模型试验的相似准则方程,对某高层变刚度布桩基础进行了沉降预测分析.实测沉降结果表明:变刚度沉降计算方法比《建筑桩基技术规范》更接近实际,可为变刚度调平设计工程提供有益借鉴.     

桥头楔形柔性搭板作用性状的仿真

在分析高等级公路路桥过渡段桥头跳车病害现状的基础上,提出了土工格室楔形柔性搭板处治方法。运用Marc软件,通过模拟地基沉降和桥头脱空区,仿真分析路堤应力和位移的变化规律,研究了楔形柔性搭板处治桥头跳车的作用性状。结果表明,楔型柔性搭板一方面由于其固定于桥台,利用其较大的压拉强度、抗剪强度和大刚度的特性,减小了路堤的应力和地基的附加应力;另一方面楔型柔性搭板具有分散竖向应力和限制路堤侧向位移的作用,从而很好地过渡了桥台与路堤之间的沉降差,消除了桥头跳车现象。     

复合桩基差异沉降控制的研究进展

差异沉降是导致基础内力和上部结构应次力增大、板厚与配筋增加的根源所在。因此,保证建筑物基础的差异沉降为零才是建筑物基础乃至上部结构保持最优状态的根本。广义复合桩基理论既延续了常规复合桩基的设计思想,又是常规复合桩基内涵的进一步拓展和延伸,代表了当今建筑物差异沉降控制领域的最近研究成果和科研进展。     

基于差异沉降最小的桩筏基础分布分析

利用桩筏基础分析方法,对层状地基上不同布桩方式的桩筏基础进行计算,给出无量纲化的计算结果,并分析与探讨了布桩方式对桩筏基础的平均的沉降,差异沉降,筏板的负荷承担比和筏板弯矩的影响特征。