竖向和水平荷载共同作用下PHC管桩受力分析

考虑桩身摩阻力、桩身自重及土抗力的影响,从弹性桩的挠曲线微分方程出发,假定均匀地基土层中地基系数按m法线性增大,推导了在竖向和水平向荷载共同作用下基桩的内力和位移的幂级数解答.公式规律性强,意义明确,容易编制成程序来求解问题.通过计算桩身挠曲线、转角和弯矩,竖向荷载的作用能稍微提高管桩的水平承载性能.     

高陡边坡桥梁基桩内力计算的幂级数解

基于施工或外部荷载造成的岩(土)坡体滑动现象,以滑动面为界,对山区高陡边坡桥梁基桩荷载进行合理简化:将桩顶处的上部荷载分解成竖向与横向荷载共同作用,桩后岩质边坡滑坡体推力按抛物线分布,而桩前岩(土)体抗力稳定段呈线性分布,滑动面以下地基比例系数k服从(mz C)的线性增长规律,在此基础上,计入桩顶P--效应的影响,采用矩阵计算方法,得到高陡边坡桥梁基桩内力分析计算的幂级数解。理论解与现场实测数据的对比结果表明,桩身弯矩的相对误差基本在15%以内,且最大弯矩的误差仅为6%,故基桩内力分析的幂级数解合理、可靠,可满足工程设计的需要。     

计入桩侧摩阻力非线性特性的基桩承载力分析方法

讨论了桩侧摩阻力发挥特征,以双曲线模型建立基桩荷载传递基本微分方程,并导得了可考虑桩土相互作用及土体分层性质的幂级数解.利用本文解答对某大桥试桩资料进行了数据拟合与计算分析,结果表明,双曲线拟合相关系数均在0.96以上,且用本文解答得到的基桩轴力计算值与实测结果吻合较好.该方法参数拟合简便,计算精度较高,可用于工程实践.     

推力桩计算的综合刚度双参数法半数值解

针对现有综合刚度双参数法计算推力桩的幂级数解析解公式较为冗长、编程不便和查表手算较为繁琐的不足,提出结合解析解可取成果反算桩-土综合刚度和地基系数的双参数,再采用分析原理简单、便于编程的有限差分数值计算手段进行桩身位移、侧土抗力和内力计算的新方法.实例计算比较表明,该法方便可靠,对于推广综合刚度双参数法在推力桩计算工程实践中的应用是有益的.     

基于剪切位移法的基桩负摩阻力计算

在对现有2种常用基桩负摩阻力计算方法进行分析的基础上,探讨了影响桩土间实际负摩阻力的主要因素.进而根据有效应力原理,建立出能充分考虑桩土剪切位移对摩阻力发挥程度影响的基桩负摩阻力计算分段曲线模型,并由此推导出基于荷载传递法的负摩阻力计算基本微分方程,并给出了在不同桩土相对位移条件下基桩负摩阻力计算的分段解析式.在此基础上,引进土体在均布压力作用下沉降的弹性解,从而得到了桩身轴向力、中性点的位置及基桩负摩阻力计算的改进方法.理论与工程实例试验结果对比分析表明,采用该方法所得的桩身轴力随深度的变化曲线与实测曲线吻合良好.     

m 法求解桩身内力与变形的幂级数解

针对桩在桩端弯矩和水平力共同作用下桩土共同工作时，用ｍ法求解无法得出解析解，而用有限元法和差分法给出的解不尽人意的具体问题，用幂级数法求解了ｍ法的微分方程，推出了桩的内力及变形的具体计算式，并编制了计算程序．     

斜坡基桩水平动力响应解析解

随着江河岸边斜坡地段的桩基础日益增多,斜坡基桩桩-土水平耦合振动问题也 日益受到重视.本文基于现有平地基桩水平动力响应理论,考虑斜坡效应,提出适用于斜坡基 桩水平动力响应解析解 .首先借助微分变换、亥姆霍兹分解和分离变量法等手段解耦土体三 维波动方程,并引入桩-土边界连续条件,求解了平地基桩的桩周土体水平动抗力;在此基础 上,引入折减因子考虑斜坡对临空面一侧土体抗力的弱化效应,并忽略一定深度范围内的浅 层土体提供的水平动抗力,推导出斜坡段基桩的桩周土体水平动抗力解析解.此外,利用Euler 梁模型推导斜坡段基桩自由段、入土段的水平振动控制方程,获得了基于传递矩阵法的基桩水 平动力响应解析解,包括基桩动力阻抗以及桩身内力和变形解析表达式;然后通过与已有平地 动力阻抗解析解,斜坡段基桩静力内力变形数值解进行对比,验证了本文解析解的合理性.     

轴向和橫向荷载同时作用下的桩基计算

本文在现行m法假设基础上,导得了考虑轴向集中荷载、桩自重、桩侧摩阻力及横向荷载综合作用下柔性桩的分析解.文中计算指出:当桩的自由长度及轴向荷载较大时,p-△效应对桩身弯矩的影响是不容忽视的.本文解答弥补了现行m法理论不计轴力的不足.此外,本文从弯矩、位移等效原理出发,得到了基桩地面以上部分在轴向集中荷载及沿轴向均布荷载作用下桩顶位移及地面处桩身弯矩的计算式,该解答亦可用于各类悬臂梁柱的静力计算.     

受推桩水平抗力系数动测法研究

本文利用Rayleigh法导出了用动测桩基自振频率f计算在桩头任意位移y_0下受推桩水平抗力系数"m"的公式.通过大量模型桩动、静对比试验验证:计算所得的m值及用此,m所计算的桩身内力和桩头位移均与实测值颇为一致.     

斜坡段桥梁基桩受力与变形分析的传递矩阵法

根据斜坡段桥梁基桩的水平承载特性,建立了考虑斜坡效应的桩-土相互作用模型及挠曲微分方程;基于m法和传递矩阵法,推导了桩身内力与位移分析的传递矩阵解答;通过模型试验,测得了黏土和砂土斜坡地基比例系数,拟合得到了斜坡地基比例系数与坡度间的关系式,验证了理论解答的合理性;以某工程实例为基础,分析了斜坡坡度和桩顶水平荷载对斜坡基桩受力与变形的影响.研究表明：斜坡地基比例系数随桩土交界面处桩身水平位移增大而呈非线性关系减小;黏土和砂土斜坡地基比例系数均随斜坡坡度增加而减小;基桩桩顶水平位移和桩身最大弯矩均随斜坡坡度和桩顶水平荷载增加而增大;当斜坡坡度由0°增加至60°时,桩顶水平位移约增大86.4%,桩身最大弯矩约增大4.6%,桩身最大弯矩位置约下移2.0 m;桩顶水平荷载每增加50 kN,桩顶水平位移平均增大48.5%,桩身最大弯矩平均增大41.6%.     

软土地基上桩基础使用m法计算的验证

通过横向锤击桩基桥墩时桥墩振动波形的分析 ,或通过列车驶离桥梁后桥墩余振的分析 ,可以获得桥墩的自振频率 .结合工程实际 ,分析了桩基桥墩的实测结果 ,并与m法计算结果进行比较 ,发现m法计算结果与实际情况符合得较好 ,且在软土地基上 ,系数m的取值对计算结果影响不大     

液化场地斜直交替群桩-土-桥梁结构动力特性分析

采用FLAC3D有限差分软件,建立了斜直交替群桩-土-桥梁结构的动力相互作用特性分析模型,通过数值计算,分别得到了桩身弯矩、桥墩与桥梁结构的位移以及桩体受力特性的变化规律,并将所得结果与全直桩群桩-土-桥梁结构的动力特性进行对比分析。研究结果表明:斜直交替群桩中的斜桩相对其直桩和全直桩群桩的桩身最大弯矩减小约15%。振动结束后,斜直交替群桩的桥墩与桥梁结构具有残留水平位移,全直桩群桩的桥墩与桥梁结构不存在残留水平位移,斜直交替群桩中的斜桩最大水平力沿桩身呈线性变化,两种模型直桩的最大水平力沿桩身变化均不明显。     

Analysis of Interaction Factors between Two Piles in Layered Soils

A rigorous analytical method is presented,which takes into account the pile stiffening effects,using the theory of the transfer matrix-bottom rigidity for calculating the interaction factor between two identical piles in multi-layered soils subjected to vertical loads.Following the technique proposed by Muki and Sternberg,the problem is decomposed into extended soil layers and two fictitious piles characterized respectively by Young's moduli of the layered soils and those of the differences between the piles and the layered soils.The unknown axial forces along fictitious piles are determined by solving a Fredholm integral equation of the second kind,which imposes the compatibility condition that the axial strains of the fictitious piles are equal to those corresponding to the centroidal axes of the extended layered soils.The real pile displacements can be calculated based on the determined fictitious pile forces,and finally,the desired pile interaction factors may be obtained.Selected results from parametrical studies are presented to confirm the validity of the proposed approach and portray the influence of the governing parameters on the pile interaction.     

层状地基中单桩性状的积分方程解法及其参数

采用积分变换和传递矩阵方法得到弹性层状地基轴对称问题的基本解，按照虚拟桩法建立分析模型，推导出层状地基中单桩求解的第二类Fredholm积分方程，对其进行数值计算．编写了层状地基中单桩分析的计算程序，可求得桩身各点处的轴力、剪力和位移等主要性状．与经典弹性解答相比，本方法在理论上较严密，适用范围和求解结果也更为丰富．为考察地基土成层性对单桩性状的影响，还对几种典型层状地基中的单桩进行了参数分析．     

改进的Winkler地基桩土相互作用模型

传统的Winkler地基只能考虑地基中的正应力的作用,忽略了地基中剪应力的作用.本文通过修正常规的Winkler地基,考虑地基中的剪应力作用,通过半无限弹性体中的Mindlin解获得与侧摩阻力相对应的基床系数.基于改进的文克勒地基,模拟桩顶受倾斜荷载的桩土相互作用.考虑p-Δ效应与桩土界面的位移协调关系,通过对典型单元体的分析,推导了桩的挠曲线微分方程.采用差分法,利用matlab软件编制程求解,通过与已知的文献对比,论证了本方法的正确性.     

考虑地基土共同作用时的灌注桩设计

根据灌注桩设计当中存在的问题,按照ｍ法对考虑地基土共同工作时桩身内力分布和变形进行了研究,给出了弹性长桩与刚性短桩的划分界限及各自的桩身强度设计方法,编写了计算机程序,并制成设计图表．     

双排抗滑桩与门架抗滑桩的有限元分析对比

对于滑坡推力很大的大型滑坡,常可能需要采用两排或两排以上抗滑桩进行治理。为合理确定滑坡推力在各排桩上的分布形式或大小,计算各排桩的实际受力和变形,采用ABAQUS有限元软件,建立了双排抗滑桩和门架抗滑桩治理顺层滑坡的三维数值分析模型。通过在桩—土间设置库仑摩擦接触面模拟桩—土相互作用,用滑带岩土体强度折减方法来施加滑坡推力,探讨双排抗滑桩和门架抗滑桩的受力情况,对二者的位移、内力、桩身土压力分布进行了对比分析,研究结果表明,后者的位移、内力明显小于前者,说明门架抗滑桩受力更为合理,是更值得推广的抗滑支挡结构形式。