PHC管桩受弯承载力非线性分析

基于ABAQUS软件,对预应力高强混凝土(PHC)管桩受弯承载力进行非线性数值模拟.采用降温法施加预应力,混凝土本构采用损伤塑性模型,预应力筋采用弹塑性模型.对比PHC管桩线弹性模拟与非线性模拟可知:两种分析方法在管桩开裂前的受力性状是一致,但在管桩进一步受力破坏时表现出很大差别.将非线性模拟得到的开裂弯矩、极限弯矩与先张法预应力混凝土管桩中管桩抗弯性能表所提供的开裂弯矩和极限弯矩进行比较.结果表明:文中采用的本构模型和模拟参数是可靠的.     

预应力混凝土管桩轴心受压承载力计算

目的为准确考虑预应力钢筋产生的混凝土剩余预压应力的影响,提出预应力混凝土管桩轴心受压承载力计算公式,为编制黑龙江地区桩基础技术规范提供依据.方法考虑成桩工艺系数和预应力钢筋产生的混凝土剩余预压应力的影响,根据混凝土正截面承载力计算的基本假定中应力-应变的关系以及力的平衡和变形协调原则,推导预应力混凝土管桩正截面轴心受压承载力计算公式,并与国标图集《预应力混凝土管桩》(10G 409)进行对比分析.结果采用预应力混凝土管桩轴心受压承载力公式计算时,成桩工艺系数取0.85,对PHC桩和PC桩,混凝土剩余预压应力系数取值分别为0.56和0.60,对于常用的A型和AB型PHC桩,其承载力比采用国标图集《预应力混凝土管桩》(10G 409)的提高8%~12%.结论采用推荐公式和设计建议计算的管桩轴心受压承载力与国标图集《预应力混凝土管桩》(10G 409)相比具有一定的提高,为预应力混凝土管桩在黑龙江地区合理的推广应用提供技术支持.     

预应力钢绞线超高强混凝土管桩轴压性能研究

通过对2种常用桩型的预应力钢绞线超高强混凝土管桩和预应力钢绞线复合配筋超高强混凝土管桩进行轴压性能试验、数值模拟分析和经验公式计算,研究了管桩的极限轴压承载力、极限轴压变形及破坏特征．结果表明：所有管桩试件均呈现受压破坏,混凝土首先压碎,导致纵筋向外压曲,箍筋拉断．数值模拟得到的桩身破坏断面与试验桩身破坏断面吻合较好,数值模型可以较为准确地预测管桩极限轴压承载力和极限轴压变形．预应力钢绞线超高强混凝土管桩以及预应力钢绞线复合配筋超高强混凝土管桩的抗压承载力建议按照国家标准图集《预应力混凝土管桩》(10G409)中公式进行计算．     

PHC管桩水平承载性状分析

利用大型通用有限元软件ABAQUS对深厚软土地基中预应力高强混凝土(PHC)管桩在水平荷载作用下的受力性能进行了数值模拟.桩土体系采用三维模型,桩身混凝土采用弥散开裂模型,管桩内钢筋采用理想弹塑性模型,桩周土体采用Mohr-Coulomb本构模型.桩土界面利用基于库伦摩擦模型的点面接触形式.桩中混凝土和桩周土体采用三维减缩积分一阶单元C3D8R,钢筋采用三维三节点杆单元T3D3.有限元分析结果与实测曲线比较接近,且基于库伦摩擦本构模型的点面接触形式可以很好地模拟在水平荷载作用下桩土的共同作用.利用经试验验证的有限元模型对不同型号PHC管桩的水平承载性能进行了分析,揭示了PHC管桩的水平荷载传递机理.     

预应力混凝土桩身强度验算承载力的理论方法

预应力混凝土管桩的正截面轴心受压承载力计算式中,工作条件系数的取值各地方标准与国标、图集存在较大差异.根据混凝土正截面承载力计算的基本假定应力-应变的关系以及力的平衡和变形协调原则,分析了预应力混凝土桩抗压承载力极限状态,提出预应力混凝土管桩正截面轴心受压承载力计算公式中的系数取值方法,不仅考虑了沉桩工艺和预应力钢筋产生的混凝土剩余预压应力的影响,还考虑了混凝土处于饱和状态和强度回缩的影响,建立了验算预应力混凝土管桩承载力的统一表达式,为预应力混凝土桩身强度验算设计提供了计算依据.本研究成果具有较强的实用价值,可供工程设计参考.     

青岛海湾大桥接线工程箱梁管桩基础浅析

综合考虑现场地质情况,现有材料利用,保证工程施工质量安全,经济效益,施工难易等因素,经多方案比选确定采用混凝土管桩贝雷梁支架现浇的方法施工,按照一次整体浇筑法组织施工。预应力混凝土管桩采用规格为PHC-500(100)A-C80-10,沉桩连续一次性将桩沉至设计标高,桩长超长或过短时可分别进行截桩、接桩。经过详细验算,预应力管桩桩身强度及竖向承载力完全符合要求。     

超长桩荷载-沉降关系非线性迭代计算方法

基于超长桩试验资料,提出桩侧广义双曲荷载传递模型以反映桩侧土弹塑性、软化与稳定三阶段工作特性,桩端采用双曲线荷载传递模型模拟土的非线性变形特性,并引入混凝土的Rusch模型来考虑高荷载水平作用下超长桩桩身混凝土的弹塑性性状,从而建立了与超长桩工作性状相适应的层状地基中超长桩荷载传递分析理论。该理论可用于计算多层地基中超长桩的沉降和极限承载力,也可用于分析层状地基中超长桩的荷载传递规律。计算得到的荷载-沉降曲线与实测的曲线较为吻合,可作为确定桩承载力的依据,经过对工程实例的计算与实测对比分析,证明该理论可靠、方法简单,且具有较好的适用性。     

PHC管桩静压沉桩有限元分析

预应力高强度混凝土管桩（PHC管桩）具有应用范围广、单桩承载力高、工程造价低等鲜明特点，所以在我国发展迅速。根据南昌地区特殊的土层特点，依托该地区具体工程项目，采用有ANSYS有限元软件分析管桩在沉桩过程中土中应力应变分布及隆起特点。     

静压预应力混凝土管桩施工中常见的质量问题及防治对策

与传统的混凝土预制桩比较,预应力混凝土管桩具有桩身强度高（C60-C80）,沉桩能力强,单桩承载力高,施工周期短,造价低等优点。预应力管桩主要有三种类型：预应力高强混凝土管桩（代号PHC）;预应力混凝土管桩（代号PC）;预应力混凝土薄壁管桩（代号PTC）。     

预应力混凝土管桩在港口工程中的应用

预应力混凝土管桩是采用先张法预应力、掺加高效减水剂、高速离心蒸汽养护工艺的空心圆筒体细长的预制桩,它在港口工程已经广泛应用.文章结合具体工程,介绍了预应力混凝土管桩施工方法选择、施工工艺及施工中应注意的问题.     

液化侧扩地基中桩基的有限元分析

运用ANSYS有限元分析软件,建立桩基在侧向荷载作用下的有限元计算模型．考虑桩土共同工作的非线性关系．对土弹簧单元施加侧向位移模拟在液化侧扩地基中,土体产生的侧向位移以及液化侧扩地基中的桩进行非线性有限元分析．合理地解释了地震液化引起地面大位移,对桩基产生破坏的实际震害情况．     

桩筏基础固结沉降实用计算方法

针对饱和深厚黏土中的摩擦型桩筏基础,提出求解基础体系固结沉降的简化分析方法.采用桩-土-筏非线性共同作用模型和交替方向隐式差分算法求解二维平面应变区域内任意时刻不同位置的超孔隙水压力,计算桩端以下土层的平均固结度和基础体系的固结沉降.与有限元精确解的对比分析表明,提出的计算模型与简化假定基本合理.将该方法用于分析2个饱和黏土地基中的桩筏基础固结沉降,得到了与实测值比较接近的预测结果.     

考虑时间效应的高回填场地不同桩顶荷载基桩受力特性分析

由于基桩在高回填场地的应用不可或缺,考虑在其使用过程中高回填土的蠕变特性对基桩力学特性的影响,利用有限差分软件FLAC3D,并考虑时间效应,对填土厚度为10m,桩径为1m,嵌岩深度为3m的基桩进行桩顶荷载分别为0、0.5MPa、1Mpa、2Mpa、3Mpa和5Mpa的数值模拟分析,得到不同桩顶荷载作用下基桩的受力和变形特征。研究结果表明：桩周填土沉降随时间呈现先加速增加后逐渐趋于平衡的趋势,不同桩顶荷载作用下桩顶位移随时间的变化速率滞后于桩周填土的沉降变形速率;在桩周填土蠕变初期,桩身最大内力加速发展,而桩端阻力在此段时期的增长并没有出现加速增长;随着填土蠕变进入中后期,桩端阻力加速发展,桩侧摩阻力向桩端阻力转移;待桩周填土蠕变稳定后,桩身最大轴力与桩顶荷载呈现正相关,但是桩身轴力附加值随桩顶荷载的增加而减小;增加桩顶荷载桩,桩端阻力及其附加值也随之增大。该研究可为高填土场地桩基的设计施工提供参考。     

软土地基中桩基施工时的挤压力影响

通过分析实测资料 ,对桩基施工过程中对土的挤压力进行了研究 .讨论了桩端处土压力随桩体贯入深度的变化及其最大影响半径 ,并与理论解进行了对比 .对施工流程的影响进行了探讨 .提出群桩施工过程中的土压力有其最大值和稳定值 ,并从理论上作了说明 .结合孔隙水压力的资料 ,可为桩基施工的影响作进一步的有效应力分析 .     

抗滑桩对边坡桥梁桩基受力变形影响分析

当桥梁桩基设置在滑坡上时,常采用抗滑桩作为支挡结构,抗滑桩和桥梁桩基之间存在着相互作用。本文以子-姚高速崖坬沟3号大桥为研究背景,对桥梁桩基及抗滑桩的桩顶位移及桩侧土压力进行监测,分析抗滑桩与桥梁桩基相对位置改变对桥梁桩基受力变形的影响。同时,基于ABAQUS软件分析前后排抗滑桩不同埋置位置下抗滑桩对坡脚桥梁桩基及坡中桥梁桩基的影响。现场监测数据表明抗滑桩与桥梁桩基相对位置对桥梁桩基水平位移及桩侧土压力均有影响,在抗滑桩距离桥基8m和4m时,间距8m加固效果更佳。通过数值模拟,发现后排抗滑桩距离桥梁桩基过远或过近均对桥梁桩基加固效果有限,抗滑桩加固桥梁桩基存在一个最佳距离,对于坡脚桥梁桩基抗滑桩加固最佳距离为3h-5h（h是抗滑桩沿滑坡走向的截面长度）,对于坡中桩抗滑桩加固最佳距离为2h-4h,而前排抗滑桩离桥基越近其加固效果越好。如果桥梁桩基在坡体中上部时,桥梁桩基前部土体较多可能会形成牵引式滑坡,需设置前排抗滑桩进行支护,综合考虑确定合理的加固位置。     

长短桩组合桩基础地基中的应力场和位移分析

利用有限元方法研究了当土层中存在上、下两层或多层可供利用的桩端持力层时，全短桩、全长桩及长短桩组合桩基础土中附加应力和沉降组成各部分大小的变化规律．从应力角度探讨了长短桩组合桩基础对沉降的控制作用．结果表明，由于长桩的存在，将部分荷载传至深层土体，减少了短桩软下卧层土中的附加应力值，从而有效地控制了沉降；同时又充分利用了浅层持力层的承载能力，减少了长桩用量．     

地震载荷下桩-土-上部结构作用机理与数值模拟

桩-土-结构动力相互作用机理研究是提高动力作用下桩基础安全性的重要基础。在分析目前桩基抗震的主要计算模型及分析方法基础上,采用有限元软件ABAQUS,对桩-土-结构动力相互作用体系进行了水平地震荷载下的二维弹塑性有限元分析。比较了角桩、中间桩和中间边桩的剪应力幅值沿桩身的分布,得出了桩身剪应力幅值分布都呈桩顶大、桩尖小的倒三角分布;角桩剪应力幅值较大,边排中桩和中桩的剪应力幅值较小;随着桩间距的增大以及桩边长的减小,不同位置处的桩所分担的剪应力比例差距越来越小;桩土之间的滑移量在桩顶处大,桩尖处滑移量小;桩-土接触界面在动力作用过程中桩顶剪应力幅值有增大-减小-增大的变化规律。     

某粉喷桩复合地基有限元分析

某工点因设计需要,要在软土地基上修筑悬臂式挡土墙.经力学验算,地基强度不能满足要求,拟采用粉喷桩对地基进行加固.通过对粉喷桩加固方案进行有限元分析,探讨了粉喷桩复合地基的有限元分析方法及该复合地基变形和受力特点,得出了粉喷桩桩身应力分布和复合沉降变形,验证了该方案的可行性.     

软土灰砂桩加固后加载引起的超静孔隙水压力

研究了湖相沉积软土在灰砂桩加固后随着上部结构的分级加载及后期地基中超静孔隙水压力的变化情况。以银川地区广泛分布的湖相沉积软土的地质条件为背景,利用灰砂桩加固软土地基,其原理是基于生石灰吸水膨胀发热吸收土中的水来对桩周土起挤密作用。模拟中使用了改进的Mohr-Coulomb强度准则,计算了软土灰砂桩加固后随着上部结构施工过程及施工完成后超孔隙水压力的增长与消散过程。计算显示超静孔隙水压力变化引起基础中的有效应力能够承受上部荷载,说明湖相沉积软土采用灰砂桩加固在实践和理论上是可行的。     

考虑时间效应的不同厚度高回填场地桩基受力特性分析

为明确高回填场地回填土蠕变对桩基受力和变形的影响,基于有限差分软件FLAC3D中内置的Burgers模型,选用桩顶荷载为1MPa,桩径为2m,嵌岩深度为6m（3倍桩径）,回填土高度分别为10m、15m、20m和25m的桩基,通过数值模拟的方法研究了考虑时间效应下不同厚度高回填场地桩基受力性能。结果表明：不同填土高度其对应的蠕变稳定时间也不尽相同;随着桩周填土蠕变时间的增加,各工况桩周回填土沉降随之增大最终趋于稳定;桩周回填土蠕变稳定后,增加回填土厚度,桩周回填土最终沉降、中性点深度变化、桩身最大轴力以及桩端阻力和位移均随之增大,各工况桩周回填土最终沉降、中性点深度变化、桩身最大轴力以及桩端阻力和位移均线性相关;可见高回填场地桩基设计施工中回填土蠕变以及填土厚度的变化对于该场地桩基的影响不可忽视。