基于双参数法刚性抗滑桩嵌固深度可靠性设计

将计算推力桩的双参数法应用于刚性抗滑桩,建立刚性抗滑桩嵌固深度可靠度分析模型,并引入随机优化算法搜索嵌固深度范围内最小可靠度指标作为该嵌固深度下的可靠度指标,然后以目标可靠度指标指导刚性抗滑桩嵌固深度的设计.通过工程实例分析表明,在满足目标可靠度的条件下采用双参数法进行刚性抗滑桩嵌固深度可靠性设计比传统的地基系数法更为经济.由参数敏感性分析可知,刚性抗滑桩嵌固深度的确定对滑体重度及滑动面土体内摩擦角、粘聚力的敏感性较强,对嵌固段土体重度及地基系数的比例系数的敏感性较弱.因此在进行刚性抗滑桩嵌固深度设计时应重点考虑滑体重度、滑动面土体内摩擦角和粘聚力变异性的影响.     

水平受荷嵌岩桩简化模型的嵌固深度分析

通过对嵌岩桩的受力简化模型,采用极限平衡法计算嵌固深度,与规范公式分析比较.     

基坑排桩支护结构选型的技术经济分析

针对某粉土地质条件进行建模,利用弹性地基梁法计算了不同桩间距、桩径、嵌固深度在不同开挖深度等多种组合下的最大水平位移,最大弯矩,最大剪力,以及不同锚杆位置在不同开挖深度下对应的的最大水平位移,最大内侧弯矩、外侧弯矩,最大剪力和锚杆轴力,采用支护结构变形控制标准,通过分析发现其中的规律和技术可行的方案,并进一步结合支护桩常用施工方法与现行定额进行经济分析,寻找经济方案,以提出具有工程指导意义的建议.     

地震条件下抗滑桩有限杆单元时程法与离心机模型试验研究

地震条件下抗滑桩计算主要是基于岩土体动力应力应变关系的数值法和拟静力法,前者误差很大,后者不能考虑地震的时程作用。采用弹性地基梁理论、有限杆单元法(矩阵位移法)理论、多质点有阻尼体系动力反应的振型叠加法理论和Reyleigh阻尼理论,提出一种抗滑桩计算方法,用于地震条件下抗滑桩时程法分析计算,并给出了地基系数的比例系数的计算公式。最后,在浙江大学ZJU-400土工振动离心机上进行了模型试验,实测值与计算值相吻合,验证了方法的正确性。该方法为地震条件下抗滑桩时程法提供了一种有效的计算方法,对工程实践具有一定的应用前景。     

某深基坑支护结构变形分析与数值模拟

为研究深基坑支护结构变形特性,以新景世纪城基坑工程为例,采用数值模拟手段对该工程变形特性进行了仿真分析,运用现场监测数据验证了数值模型计算的准确性,深入分析了深基坑支护结构变形的影响因素.结果表明:抗剪强度指标越大,基坑位移越小,但不是特别明显;增加灌注桩的桩径、嵌固深度和锚杆长度,可以有效的抑制基坑位移,但是增加到一定程度时,这种抑制基坑变形的效果不但十分有限,还会大大增加成本消耗;锚杆倾角在15°左右时,支护结构变形较小.     

深基坑桩锚支护结构设计参数分析

结合工程实例具体分析桩锚支护结构设计参数对锚杆内力、长度、支护桩内力、支护桩嵌固深度和桩顶位移的影响,这些参数包括坑顶荷载的大小与作用区间、锚杆离坑顶的距离、锚杆孔径、锚杆锚固段长度和锚杆预应力取值.分析结果表明:坑顶荷载的大小与作用区间对锚杆轴力和支护桩内力影响明显;锚杆一般布置在离坑顶H/3的位置较为合理;锚杆锚固段长度与支护桩的嵌固深度相互影响,应该根据基坑地质情况和基坑周边环境条件综合确定;锚杆预应力对支护桩桩顶位移控制明显.     

边坡工程中变截面抗滑桩设计探索

前人对变截面抗滑桩的研究较少。以巴东县白土坡某滑坡为例,通过对变截面抗滑桩受荷段和嵌固端的公式推导,分析变截面抗滑桩的受力形式,阐述变截面抗滑桩配筋所面临的问题,得到变截面抗滑桩的应力计算公式和配筋计算方法。变截面抗滑桩的配筋计算将抗滑桩分成两部分,首先对下部抗滑桩进行配筋计算,然后再对抗滑桩上部受荷段进行配筋,叠加这两部分配筋结果,得到最终变截面抗滑桩的配筋。通过工程实践证明该方法的合理性和正确性。研究成果可为以后类似工程实践提供借鉴与参考。     

考虑支撑作用的深基坑整体稳定性可靠度分析

以往对带支撑的深基坑整体稳定性分析时,相关的基坑工程规范并未考虑支撑的作用,这势必会造成安全系数值或可靠度指标值与实际不符.针对这一问题,结合可靠度优化算法,建立可考虑支撑作用的优化模型,分析支撑对基坑整体稳定性的有益作用以及支护桩嵌固深度均值和变异性对可靠度指标的影响.结果表明,考虑支撑作用的整体稳定性可靠度指标值明显提高,失效概率大大降低,而安全系数增幅较小;嵌固深度的均值和变异系数对可靠度指标有显著影响.在进行基坑设计时,采用可靠度分析方法计算的支护桩嵌固深度较安全系数设计法更为经济合理.     

植入圆钢组合式嵌岩锚索抗滑桩的内力分析

针对一般锚索抗滑桩存在施工难度大、施工风险高等问题,提出"植入圆钢组合式嵌岩锚索抗滑桩",即采用"灌注桩桩身+多根圆钢+冠梁+锚索"的组合形式。用"多根圆钢+灰岩"共同体代替灌注桩的嵌岩段,既能满足桩的嵌固、抗剪等要求,又能降低施工难度。介绍了该结构形式,并对其进行内力分析。该结构的受荷段为预应力锚索混凝土灌注桩,采用静力平衡方程计算;锚固段为多根圆钢桩,采用地基系数法分析。此外,还进行了算例计算,论证其合理性,并将该结构在实际工程实践中得以成功运用,目前专利已授权。     

深厚粘土层中导管架平台嵌固深度研究

导管架平台在海上石油与天然气开发过程中起着重大作用,桩基结构作为支撑平台整体重量并承受外部风浪流等环境载荷的最终受体,确定其合理的嵌固深度对于平台的安全稳定分析具有重要意义.本文采用Ansys有限元软件建立典型的四桩腿导管架模型,应用非线性winkler地基梁模型模拟桩土相互作用,探究桩径D与粘土层粘聚力C对嵌固深度的影响.研究表明:嵌固深度与桩径D和粘聚力C均呈负相关关系.根据计算结果提出了导管架平台桩基的嵌固深度与桩径D和粘聚力C之间的拟合公式,这些成果可为确定平台桩基的合理嵌固深度提供理论依据.     

桩长对单桩沉桩阻力和承载力特性影响的模型试验

静压桩的应用越来越广泛,为明确桩长与沉桩和承载力特性之间的关系,基于室内模型试验,对砂土中不同桩长的模型桩沉桩全过程进行了分析研究。采用振弦式压力计、微型土压力盒和高精度位移计对沉桩时的压桩端阻力、卸载后的桩周土压力和桩体回弹量进行测量,揭示了桩长与单桩沉桩和承载力特性的关系。试验结果显示,利用端阻计有效测得沉桩过程中的压桩端阻力,在600mm深度范围压桩端阻力随沉桩深度和桩长的增大而近似线性增大的特性。微型界面土压力盒对桩周土压力的测量揭示了随桩长的增大卸载后的桩周土压力逐渐趋近于被动土压力,但在某一深度位置卸载后的桩周土压力随沉桩深度的增大而降低的变化规律。采用高精度位移计较准确测得卸载过程中的桩体回弹量,得到了桩体回弹主要发生在竖向与桩长有关,并且回弹量相对较小,约为桩长的0.35%。此外,桩体加载过程中沉降随加载变化的速率与桩长相关,桩体的极限承载力随桩长增大而非线性增大。研究结果对于进一步明确桩长对沉桩特性和桩体极限承载力特性的影响机理具有重要工程意义     

低承台桥台桩基侧向受力性状试验与数值分析

基于现场测试结果,采用三维有限元技术分析低承台桥台桩基在台后路基填土过程中桩基沉降、桩身弯矩、桩顶水平变形、桩身剪力和桩侧附加水平挤压力随台后填土荷载增加的变化规律.研究结果表明:计算结果与实测结果吻合较好:桩顶水平变形和桩身最大弯矩随填土荷载的增加近似呈线性增加:深度方向20m范围内,桩身剪力图呈“S”型,桩侧附加水平挤压力图呈抛物线型.低承台桥台桩基力学模型等同于桩项和桩端嵌入一定深度、具有一定变位的超静定梁结构.本文所得结论可以为桥台桩基的设计和施工提供参考.     

桩承土工格栅加筋垫层复合地基力学变形特性三维数值分析

桩承土工格栅加筋垫层复合地基作用机理复杂,设计计算主要以经验为主,给设计与施工带来盲目性。采用有限元分析软件Ansys,建立群桩三维模型,对其力学变形特性进行了分析,结合工程实例,将数值模拟结果与现场监测结果进行比较分析,两者较为吻合。结果表明：桩与桩端土均具有最优弹性模量;桩土最大应力比在桩顶下某一深度,桩身最大轴向应力在桩顶下中性点,由于应力集中,在桩端处两者均突然减小;桩端土刚度在离桩底某一深度范围对桩土应力比产生影响;加筋垫层刚度仅在其下某一深度范围内对桩间土应力产生影响,刚度较小时对应力比的调节作用更明显;加筋垫层尺寸对桩身轴向应力和桩侧摩阻力都产生显著影响,桩顶下0.3倍桩长处最显著。     

复杂荷载作用下桩基承载特性模型试验系统研发

自主研发了复杂荷载作用下桩基承载特性模型试验系统,可开展单向荷载、竖向-水平耦合荷载作用下桩基加载试验。由模型槽、竖向-水平耦合加载系统、测量系统三部分构成,子系统之间以螺栓连接,可拆解。模型槽由透明有机玻璃制作、角钢加箍,便于试验土体观察和模型桩埋深、仪器埋设控制;加载系统采用滑轮、配重块和微型千斤顶、液压泵施加竖向-水平耦合荷载,设置直线滑动导轨为荷载方向调节装置,以消除水平面内桩顶与微型千斤顶之间摩擦力对桩土的作用效应,维持竖向力始终作用在桩顶中心位置;测量系统除可测得桩顶水平位移、沉降等数据外,亦可多点测量桩身水平挠曲线。最后开展了单向荷载、竖向-水平耦合荷载作用下PCC桩承载特性模型试验,对试验系统的可靠性和稳定性进行了验证。     

基于PSO搜索潜在滑裂面非极限状态土压力计算

作用于刚性挡土墙侧土压力的计算一直沿用经典的朗肯或库仑土压力理论,这两种理论只能求得极限状态的土压力,而在许多实际情况下,挡土墙的土压力处于非极限状态.本文将潜在滑裂面视为一任意曲线,改进水平层分析法,同时基于摩擦角随位移的变化关系,对平动模式下墙后填土进行分析,推导出非极限状态下主动方向土压力分布、合力大小及作用点的理论公式.以各薄层微元的滑裂面倾角为变量,利用PSO(粒子群算法)对潜在滑裂面进行搜索从而获得土压力最优解.分析了内摩擦角、刚性挡土墙位移量对非极限状态主动方向土压力分布、土压力合力大小、土压力合力作用点高度以及潜在滑裂面的影响.本文提出的计算方法得出的结果与试验数据的大小及变化趋势基本吻合,具有推广应用价值.     

土压力作用下悬臂式支护桩内力的试验研究

针对兰州地区的湿陷性黄土，通过两根实际工程桩实测出正常使用状态下支护桩桩身在不同开挖深度的弯矩分布，推导了桩身剪力和土压力，并与设计值进行了比较．重点分析了悬臂式支护桩在正常使用状态下的桩身内力和所受土压力的分布情形，揭示了目前深基坑支护桩设计中存在的主要问题及其内在因素，提出了土压力分布图形．     

Static slip model of the M w 9.0 Tohoku (Japan) earthquake: Results from joint inversion of terrestrial GPS data and seafloor GPS/acoustic data

Based on co-seismic displacements recorded by terrestrial GPS stations and seafloor GPS/acoustic stations, the static slip model of the 2011 Mw 9.0 Tohoku earthquake was determined by inverting the data using a layered earth model. According to a priori information, the rupture surface was modeled with a geometry that is close to the actual rupture, in which the fault dip angle increases with depth and the fault strike varies with the trend of the trench. As shown by the results inferred from the joint inversion, the "geodetic" moment is 3.68 × 10 22 Nm, corresponding to Mw 9.01, and the maximum slip is positioned at a depth of 13.5 km with a slip magnitude of 45.8 m. Rupture asperities with slip exceeding 10 m are mainly distributed from 39.6 to 36.97°N, over a length of almost 240 km along the trench. The slip was mostly concentrated at depths shallower than 40 km, up-dip of the hypocenter. "Checkerboard" tests reveal that a joint inversion of multiple datasets can resolve the slip distribution better than an inversion with terrestrial GPS data only-especially when aiming to resolve slip at shallow depths. Thus, the joint inversion results obtained by this work may provide a more reliable slip model than the results of other studies that are only derived from terrestrial GPS data or seismic waveform data.     

开挖过程对桩基影响的工程实例对比分析

采用3维快速拉格朗日法(FLAC3D)建立了考虑基坑分步开挖对桩基础影响的动态计算模型.该模型考虑了桩土之间的相对滑移作用,土体采用摩尔-库伦计算模型.计算分析了桩身轴力、桩身最大拉力值及其位置随开挖步的变化,通过与实测值对比验证了模型的准确性,进而对比分析了开挖前后桩基础承载性能的变化,并探讨了开挖后桩基承载力的损失机理.结果表明:基坑开挖使桩身轴力发生明显的变化,开挖后使桩基处于受拉状态,桩身最大拉力值随开挖深度的增加而增大,且其位置随开挖深度的增加而下移;开挖使得桩基的承载性状发生了显著的变化,由于土体卸荷回弹,桩身上部土体对桩周的约束作用明显减小,使得桩顶的荷载向下传递量明显增加;开挖降低了桩基承载力,其损失主要来自桩侧摩阻力.     

柔性基础下复合地基桩土应力比模型试验

在研制的模型箱内，应用PVC管件模拟桩体，气囊加载，应变片和压力盒测试应力，在不同地基土状态下，对柔性基础下复合地基的桩顶应力、桩间土应力、桩端承载力进行了测试，研究了不同工况下桩土应力比的变化规律，并与刚性基础下复合地基桩土应力比进行了对比分析，结果表明桩土应力比随着桩底持力层强度的提高而增大，随着桩间土密实度的增大而减小，随着上部荷载的增加而逐渐趋于稳定。     

土岩深基坑微型钢管桩承载性能试验研究

为研究土岩深基坑中超前支护微型钢管桩在不同工况下的承载性能,依托青岛某土岩结合地层基坑工程项目,以1根双排钢管桩的内排桩作为试验桩进行现场试验。通过在桩身表面两侧对称安装应变片,采集各种开挖深度及锚索或锚杆锁定工况下的钢管桩桩身应变值,探讨微型钢管桩弯矩的分布及变化规律。试验结果表明,在试验过程中22个应变片全部存活,所用应变片安装方法具有可行性和可靠性;随基开挖深度的增加,桩身弯矩整体上呈不断增大的趋势,沿深度呈上大下小的分布规律;锚索和锚索的锁定,能够显著减小桩身弯矩,可见双排微型钢管桩结合预应力锚索和锚杆在土岩结合地层基坑中具有较好的支护效果,试验结果可对土岩地层微型钢管桩的设计、施工提供参考依据。