挤扩支盘桩桩土相互作用的三维有限元分析

简要分析了挤扩支盘桩挤扩成盘过程中及受压状态下的桩土相互作用,并结合一工程实例,利用ADINA有限元程序建立了桩土作用三维模型,对挤扩支盘桩受压状态下桩体、土体的应力状态进行了分析计算.结果表明,上支盘内的有效应力要明显大于下支盘,两支盘间土体存在应力叠加,并通过分析指出了最佳的盘间距应大于3.5倍支盘直径.     

群桩挤土效应的数值模拟

以上海市江宁路551号大楼的打桩工程为实例,以有限元方法为主要分析手段,对群桩地表的隆起、桩周土体的侧移、挤土产生的应力及其对周围桩体的影响等挤土效应的变化规律进行了详细研究．     

应力释放孔减小预制桩挤土效应的应用研究

为探索有效防治软土地区沉桩时挤土效应对周边环境造成不良影响的方法,通过在某教学训练馆A(副馆)桩基施工时设置应力释放孔,结合理论计算及现场监测周边建筑的累计沉降、位移的方法,观测到设置应力释放孔后土体在水平及竖向的位移均会大幅度减小,同时周围环境未遭受到破坏。结果表明,采用应力释放孔的措施能够有效地解决挤土效应问题,为防治深厚软土层地区预制桩挤土效应提供一些参考。     

预钻孔孔径对沉桩挤土效应的影响分析

为研究预钻孔孔径大小对沉桩挤土效应的影响,基于修正剑桥模型的圆孔扩张理论解答,把沉桩过程看作不排水的圆柱形孔扩张的过程,把桩周土体分为塑性区与弹性区,对比分析不同预钻孔孔径下沉桩产生的塑性区半径、桩土接触压力、桩周土体位移、孔隙水压力.分析表明土体性质及修正剑桥模型中的参数对挤土效应均有影响,其中各向同性超固结比对挤土效应的影响最大,当预钻孔孔径小于一定值时,孔径大小变化对挤土效应影响不明显.本文分析可以为沉桩工程提供理论参考.     

灰土挤密桩挤密效果分析

采用圆孔扩张理论模拟挤密桩的桩土相互作用,分析了桩间土应力、应变,建立了桩间土干密度计算公式,并通过工程实例验证计算方法 的正确性和实用性.     

挤土桩对周围环境的影响及防治对策

在软土地基中进行挤土桩施工所产生的挤土效应对周围环境会产生相当严重的影响,由于问题的复杂性,至今仍然没有获得满意的结果.文章在对挤土桩的贯入挤土机理分析的基础上,阐述了挤土桩施工可能产生的危害,探讨了减小挤土效应危害的对策.     

沉桩挤土效应对输水管道的影响与对策

近来在供水管道附近进行PHC桩沉桩施工时有进行,并因沉桩挤土效应造成管道破坏,出现了一些供水安全事故,造成巨大经济损失.该文通过工程实例,分析了PHC桩沉桩中的挤土效应对输水管道的影响,并提出对策,建议在沉桩前对供水管道进行防护,以确保供水安全.     

沉桩挤土作用的有限元分析

进行了沉桩挤土效应的有限元计算，考虑到桩周土体由于桩桩贯入引起的挤土效应，选和了修正剑桥模型作为土体本构模型，通过相应的试验，拟合出挤土作用对土作用土体初始弹性模量影响的计算公式，确定了土体本构模型和其他相关的计算分析参数，对2个试验进行了分析计算，结果表明，考虑土体的塑性性质和桩体贯入过程的挤土效应对分析桩周土体的应力和变形是必要的。     

南通地区挤密效应对预制静压桩承载力的影响

针对南通地区以砂性土为主的地质条件,通过实例,采用静荷载试验方法探讨了群桩施工后,砂土的挤密效应以及桩间距对预制静压单桩承载力的影响,结果表明：群桩施工后,挤密作用提高了砂性土的强度,增加了桩与土地之间的摩擦力,从而有效提高了单桩的承载力,而且在一定范围内桩间距越小,挤密效应越明显.     

南通地区挤密效应对预制静压桩承载力的影响

针对南通地区以砂性土为主的地质条件,通过实例,采用静荷载试验方法探讨了群桩施工后,砂土的挤密效应以及桩间距对预制静压单桩承载力的影响,结果表明:群桩施工后,挤密作用提高了砂性土的强度,增加了桩与土地之间的摩擦力,从而有效提高了单桩的承载力,而且在一定范围内桩间距越小,挤密效应越明显.     

冻土区桩侧水热效应对桩基稳定性影响的模型试验研究

为了研究冻土区桩侧水热效应对桩基稳定性的影响,采用电阻热源模拟桩侧水热效应,并利用高低温试验箱进行单桩模型试验,通过设定有、无桩侧水两种环境因素,对比分析了桩侧水热效应对桩身应变、桩侧冻结应力、桩土相对位移、桩基的极限承载力和桩侧冻结应力与桩顶位移的流变特性的影响。试验表明,冻土区桩侧水热效应能使桩侧冻结应力减弱,造成桩身应变与桩顶位移增大,桩-土相对位移增加,同时加速桩基沉降,导致桩基极限承载力降幅达16%,且上述影响随着荷载等级的提高而增强,造成桩基承载力严重下降。     

加筋对桩承式路堤荷载传递影响的三维有限元模拟

建立了土拱效应分析的三维弹塑性有限元模型,采用数值模拟方法研究了桩承式加筋路堤的荷载传递机理。计算结果表明,路堤底部加筋增强了路堤荷载向桩帽上转移的能力。影响路堤荷载向桩帽上转移主要是土拱效应,其次是加筋的拉膜效应。土拱效应与路堤加筋与否关系不大。加筋拉膜效应在土拱效应发挥后开始发挥,桩帽边缘处底部加筋的拉应力最大。加筋拉膜效应随着加筋刚度和桩间距的增加而增大,随着加筋位置的升高而减小。与底部加筋的桩承式路堤相比,对于给定的桩帽-土差异沉降,双层加筋桩承式路堤中加筋的拉膜效应增大,第一层加筋的拉应力减小。第二层加筋铺设位置越高,其拉应力越小,最大拉应力点向桩帽中心方向移动。     

基于位移贯入法的静压沉桩有限元分析

基于ADINA平台,应用位移贯入法对静压沉桩的连续贯入的全过程进行有限元模拟,研究了均质土中静压沉桩产生的位移和应力的变化规律,并与成层土中静压沉桩产生的位移和应力进行了对比分析。有限元分析表明,在均质土中,随着径向距离的增加,土体的水平位移和挤压应力呈对数衰减,且与桩的贯入深度有关;在成层土中,成层土的影响比均质土的影响要大,主要体现在软硬土体分层处土体位移加大,土中挤压应力剧变,出现应力间断。在实际施工过程中,桩体易开裂、弯折,由此提出相应的解决方法。     

高层建筑长短桩复合地基性状有限元分析

通过由长短桩复合地基处理高层建筑软弱地基的工程实例,利用有限元法分析了不同的上部结构刚度、长桩长度、长桩置换率、短桩置换率对长短桩复合地基的平均沉降、差异沉降、桩土应力比、桩土荷载分担比所产生的影响及规律。结果表明:上部结构刚度的变化对复合地基性状的影响是有限的;长桩长度在控制平均沉降,改变地基承载力和改善桩顶应力集中方面影响显著;长桩置换率存在一定的合理取值范围;短桩置换率的变化对桩土应力变形影响不大。分析结果能为长短桩复合地基进一步优化设计提供参考。     

群桩加筋效应机理研究

把Poulos的弹性理论法推广到对群桩进行整体分析,群桩中每根桩的形状和荷载可以互不相同．对2根桩的分析表明,受荷桩使其邻桩的桩身产生了附加轴应力及附加剪应力,桩对土的加筋效应就是通过附加剪应力发生的．对群桩的分析表明,其他桩的加筋效应使受荷桩的沉降产生了折减,当桩土模量比和桩间距较小时,忽略桩的加筋效应会对群桩分析带来很大的误差．对群桩内的应力分布分析表明,与单桩相比,由于桩的加筋效应,使得群桩能够把较多的荷载直接传递到桩端平面．     

基于数字图像技术的静压桩周土体位移规律分析

为了研究沉桩对周围土体的挤压效应, 采用半模型桩试验结合数字图像相关(digital image correlation, DIC)技术获取土体位移场, 并用微型压力单元测量水平土体应力. 首先, 对不同位置土颗粒在压桩过程中的累计位移进行全过程分析; 然后, 在压桩停止之后对桩周土体的最终位移情况进行了记录和分析; 最后, 通过设置局部摄像头, 在桩土界面上观察剪切扰动区的厚度. 结果表明: 在桩体移动过程中土体各点的累计位移随着沉桩深度的增加逐渐达到稳定状态, 距离桩体较近测点的位移稳定值总比较远的大; 土体水平位移最大值约在 $16R$ ($R$ 为沉桩半径)深度处, 竖向位移最终方向因深度的不同而有所变化. 对比侧向土应力的发展与水平位移、垂直位移发现, 二者在压桩过程中变化规律的关联性较为密切, 实现了力与位移的统一. 研究成果对进一步揭示沉桩挤土效应内在机理和桩-土间作用机理提供参考.     

苏通大桥主塔墩基础群桩效应研究

在苏通大桥主塔墩群桩基础与土体共同作用三维非线性有限元方法分析的基础上,研究了群桩效应对高桩承台底面受力与变形特性、基桩轴力分布、桩侧摩阻力、桩底土附加应力的影响以及桩数变化对群桩效率系数的影响,拟合得出了苏通大桥基桩轴力和群桩效率系数的计算方法.结果表明,在桩径和桩距一定的条件下,群桩效率系数的变化幅度随桩数的增加逐渐减小,并最终趋于定值.     

桩土接触面三轴模拟试验设备研究与应用

针对基坑开挖卸荷会导致桩基承载力损失和引起桩身拉力作用所带来的安全问题,研制了一套可控制复杂应力状态变化的桩土接触面三轴模拟试验仪.该试验仪采用三轴围压室的气压加载控制接触面法向应力,利用围压室顶部的双套活塞实现对顺接触面向土体应力状态和桩土接触面剪切加载的分别控制,通过设置土样上下表面孔压来控制接触面的渗流状态和有效应力变化.其测试系统可对接触面总摩擦阻力、桩土相对位移和土样分层变形进行量测,实现对复杂应力状态下的桩土接触面相互作用特性的研究.通过等向加卸载应力作用下的接触面试验验证了该试验仪的有效性.试验结果表明,桩土接触面的极限摩擦阻力和摩擦系数随着法向应力的增加而增大,土层的变形也随着法向应力的增加而变大.     

碎石桩复合地基桩土应力比计算

首先分析了桩土应力比计算方法及其计算中存在的问题.针对这些问题,通过引进圆孔扩张理论,根据平衡条件及位移协调条件,导出了受荷过程中桩土应力应变关系.并针对桩体间距不同,桩间土应力亦不同的实际情况,提出了桩体影响半径概念,分别得到了不同桩间距下的复合地基桩土应力比计算公式.与已有方法相比,该方法能较好地模拟桩体侧向膨胀造成的桩土共同作用现象,并能充分考虑桩体间距的重叠效应.最后,基于相似理论完成了桩土应力比的室内模型试验,获得了相应的实测结果,实测值与计算值最大误差为12%,说明该方法可以满足工程应用的需要.     

桩-土作用下桩间距及桩位对抗滑桩及土体力学特性的影响

为探究桩间距及桩位对桩-土作用下抗滑桩及土体力学特性的影响,以某边坡治理工程为例,采用ABAQUS对不同桩间距及桩位的桩-土有限元计算模型进行数值模拟,分析模型达到临界破坏时的抗滑桩桩身内力及土体力学特性的分布规律.结果表明,抗滑桩的弯矩、剪力与桩间距呈正相关,与桩位距坡脚水平距离呈负相关.其中,弯矩随深度的变化曲线呈"凸"形,剪力呈"S"形;两桩中轴线上土体的x、y方向应力分量的幅值变化随桩间距的增大而减小,间接反映出土拱效应强度不断被削弱;土体x方向的应力峰值受桩位的影响较小,其峰值出现在桩后约1m的位置;土体x方向的应力峰值出现的位置随桩间距的增大逐渐远离抗滑桩.