浅谈静压预制桩设计及应用

介绍静压预制桩的成桩机理,分析静压预制桩的单桩承载力特征,提出了静压预制桩的成桩终压力与单桩极限承载力的关系,指出静压预制桩试桩的必要性。     

考虑时间效应的预制桩单桩极限承载力解析解

从饱和软土中沉入预制桩单桩引起的三维超静孔隙水压力的消散和桩周土的固结出发。结合桩土接触面的破坏形式，获得了考虑时间效应的单桩极限承载力的解析解，实现了对任意时刻单桩极限承载力的预测。分析了土体参数的变化对单桩极限承载力的影响，结果表明：桩的最终极限承载力增量随摩擦角的增大而增大；固结系数决定着桩的极限承载力在初期的发挥，但并不影响桩的最终极限承载力。计算结果与工程实际测量吻合较好。     

基于最小二乘支持向量机回归的单桩竖向极限承载力预测

基于单桩载荷试验数据,采用最小二乘支持向量机(LSSVM)回归的方法,建立了单桩竖向极限承载力的预测模型.利用文献中桩的载荷试验数据来训练LSSVM模型,并确定了模型参数.研究结果表明,同常用的BP网络相比,LSSVM预测模型具有学习速度快、预测性能较好、选择参数少等优点,是一种有效的预测单桩极限承载力的方法.     

用人工神经网络预测单桩竖向极限承载力

提出了单桩竖向极限承载力预测的人工神经网络法。针对不同类型的单桩，结合工程实例，详细介绍了方法的建模。预测结果与实测值较为吻合，表明在桩基工程中利用这一方法进行单桩竖向极限承载力预测是有效的。     

沉桩挤土对预制抗拔桩承载力影响的模型试验研究

为研究砂性土中沉桩挤土对预制抗拔桩承载特性的影响,开展了预制抗拔桩在非挤土、单桩挤土条件下的室内模型试验,对比分析了挤土程度、桩长及桩间距等因素对模型桩的抗拔承载力、桩顶位移及挤土范围等方面的影响。结果表明:在砂性土中不同挤土条件下,预制模型桩的极限抗拔承载力与桩长呈正相关关系;在单桩挤土试验中,试验桩极限抗拔承载力显著大于非挤土条件下对应的数值,且随着桩间距的加大,挤土强度削弱,试验桩的极限抗拔承载力随之减小,并逐渐接近非挤土条件下的承载力数值。     

基于灰色预测理论的单桩极限承载力预测分析

由于非破坏性单桩静载荷试验无法直接得出其单桩极限承载力,因此我们根据现场实测静载荷试验数据,利用灰色模型GM（1,1）来预测其单桩极限承载力;并通过对比实测与模拟的两条Q-s曲线,得出的预测结果可靠并符合预期。     

BP神经网络在桩基工程中的应用

概述了 BP神经网络的基本原理。通过对影响桩基承载力因素的分析并结合 BP神经网络特点 ,提出位置系数新概念 ,并建立了桩基工程中几种常用桩的单桩极限承载力预测模型。在工程实例的基础上 ,用 MATL AB的神经网络工具箱说明 BP神经网络预测单桩极限承载力可行性。     

区域性单桩竖向承载力预测模型研究

提出和建立了单桩竖向极限承载力预测的人工神经网络模型，并结合区域性工程实例进行了模型训练和检验．检验结果表明，该模型的预测值与实测值比较吻合．     

钻孔压浆混凝土预制管复合桩竖向承载力试验

目的研究一种新型桩基础——钻孔压浆混凝土预制管复合桩的成桩工艺、工作机理和单桩竖向承载力,为其在实际工程中应用提供合理的设计依据.方法通过桩的静载试验,并结合桩的工作机理,得到桩在黏性土和砂类土中的侧摩阻力和端阻力提高系数,建立单桩竖向极限承载力标准值计算公式.结果桩周土层为黏土、细砂、中砂时,桩极限侧摩阻力标准值提高系数分别为1.1~1.3、1.6~2.0、2.2~2.4.桩端持力层为细砂、中砂时,桩极限端阻力标准值提高系数分别为1.2~1.6、1.6~1.8.结论钻孔压浆混凝土预制管复合桩单桩竖向承载力较现行规范中经验公式算得的承载力数值有明显提高,研究成果对桩的设计和施工有一定指导作用,对这种新型桩基础的推广应用具有重要意义.     

完整指数函数拟合单桩荷载-沉降曲线的分析

不同于以往确定完整指数函数参数的方法,提出了确定完整指数函数参数的差分形式最小二乘法;然后结合现场试验,对完整指数函数拟合荷载-沉降曲线的规律进行分析,探讨用指数函数最大曲率点判定桩的极限承载力及其相应沉降的合理性;最后针对未加载至破坏的单桩竖向静载荷试验,研究用完整指数函数预测竖向荷载作用下单桩的极限承载力及其相应桩顶沉降的可行性,提出了预测单桩极限承载力的条件和预测单桩破坏时桩顶沉降的合理性和局限性.     

混凝土芯水泥土搅拌桩支护结构的应用

混凝土芯水泥土搅拌桩支护结构是在水泥土搅拌桩墙中插入预制钢筋混凝土桩,由前后排的预制钢筋混凝土桩和水泥土搅拌桩墙组合而成的п型结构.以预制钢筋混凝土桩作为受力核心,利用大直径廉价水泥土桩的凝结力和大表面积来提供摩阻力,并利用预制钢筋混凝土桩芯的低压缩性、高强度的特点来承担荷载,其内外芯的分工尽可能地发挥了桩身材料的强度,大大改善了水泥土重力式挡墙抗压不抗拉的受力特点,同时具有承力与防渗两种功能的复合支护结构.施工方法简单,速度快,对环境污染小,受力合理,有很好的截面效能.前后预制钢筋混凝土排桩由压顶圈梁和拉梁连接成整体,在不加撑锚条件下可以支护较深的基坑,是一种新的支护结构形式,经济效益显著.通过在南京某高层公寓深基坑支护中的应用,并对其桩身应力、支护结构的侧向位移的实测研究,获得了混凝土芯水泥土搅拌桩支护结构在软土地区受力和变形的基本特征.     

钢纤维混凝土桩承载特性模型试验

为研究钢纤维混凝土桩在竖向荷载作用下的承载力、桩身应变特点以及桩体的破坏现象,就不同直径的钢纤维混凝土桩和素混凝土桩进行了静载试验.沿桩体纵向布置应变片,监测其应变.试验完成后,开挖出桩体,对比分析钢纤维混凝土桩和素混凝土桩的破坏特点.结果表明:掺入钢纤维能有效增大桩体抵抗压缩变形的能力;钢纤维混凝土桩桩径由4.5cm增至7.0cm时,桩体抵抗压缩变形的能力增大,单桩极限承载力增大,但当桩径由7.0cm增至8.0cm时,桩体的压缩变形和极限承载力变化较小;2种桩体发生破坏时均为桩体两端出现裂缝甚至破损,钢纤维有效地提高了素混凝土桩的抗裂性能.根据试验结果,给出了设计钢纤维混凝土桩的几点建议.     

基于DIC数字散斑技术的钢护筒—混凝土单桩轴压力学性能试验研究

对于检测钢护筒的约束作用对钢筋混凝土单桩轴向力学性能影响方面的问题上,以往的轴向位移检测手段主要由应变片和千分表等仪器进行检测,而对新兴的变形检测技术—DIC数字散斑动态应变测量分析系统的运用较少,因此本文主要借助DIC技术进行桩体位移检测,通过控制变量法制作无钢护筒—钢筋混凝土桩,薄壁钢护筒—钢筋混凝土桩以及厚壁钢护筒—钢筋混凝土桩三种类型的混凝土桩,采取逐级轴向加压的方式,研究钢护筒的约束作用对钢筋混凝土单桩轴向力学性能影响的主要因素,包括有无钢护筒约束作用,钢护筒壁的厚度等。试验结果表明,钢护筒的存在极大的提高了钢筋混凝土桩的极限承载力,增大了核心混凝土的变形能力;在相同的轴向加压方式下,不同种类的钢筋混凝土桩的轴向承载力和变形能力有区别;随着钢护筒壁厚的逐渐增大,钢筋混凝土桩的轴向极限承载能力也逐渐增大;在钢筋混凝土桩未发生屈曲现象前,三种构件的轴向荷载—位移曲线基本重合,说明轴向荷载主要由钢筋混凝土桩承担。     

组合式钢框架内填预制RC墙结构静力性能有限元分析

钢框架内填预制钢筋混凝土剪力墙结构是新型混合式结构,由钢框架与内填墙组成双重防线,具有良好的抗侧力能力,同时预制构配件和预制装配建筑有利于推动住宅产业化发展.考虑大尺寸内填预制RC墙运输和安装困难的情况,提出竖向和横向组合式钢框架内填RC墙结构,采用ABAQUS建立有限元模型进行结构受力分析.通过分析荷载位移曲线,构件应力分布和变形情况,研究结构破坏特点和受力性能.结果表明,全螺栓结构因其合理的传力路径,有良好的承载力和延性;竖向组合式具有较好的初始刚度和整体承载力,与全螺栓连接预制RC墙有近似的受力性能,便于运输和安装;而横向组合式由于上下板缺乏有效传力路径,初始刚度和最终承载力都明显低于全螺栓和竖向组合式,不利于实际工程应用.     

时效性对单桩极限承载力的影响分析

目前，盐城地区正广泛采用打入式预制桩和泥浆护壁成孔灌注桩。从这两种桩的成桩工艺，结合地基条件，对盐城地区饱和软粘土层中这两种桩成桩后休止时间对单桩极限承载力的影响规律进行了分析研究，并对载荷试验的间歇时间的确定问题作一些有益的探讨。     

预制装配式部分钢骨混凝土框架梁柱中节点抗震性能试验研究

预制装配式混凝土结构的节点连接方式是目前解决该技术推广的重点问题.提出了预制装配式部分钢骨混凝土框架结构的概念,即把钢筋混凝土框架结构分解成柱预制构件和梁预制构件两个部分,只在构件连接区和梁柱核心区设置钢骨,钢骨在混凝土构件中不连续,连接区为无筋钢骨混凝土.开展了3个预制装配式部分钢骨混凝土框架中节点试件的低周往复试验,并与两个相同工况的钢筋混凝土框架中节点试件进行了对比.对2种形式5个试件的破坏规律、滞回曲线、承载能力、刚度退化及延性进行了分析,发现预制装配式部分钢骨混凝土试件的承载力是相同配筋的钢筋混凝土试件的3倍,承载力及刚度退化缓慢,延性和耗能能力较好,说明装配式连接节点的设计可靠、抗震性能好,符合强节点、弱构件的抗震设计理念,可用于预制装配式混凝土框架结构的现场装配施工.     

轴心受压钢骨-钢管高强混凝土组合柱力学性能的研究

提出了一种重载柱设计的新模式，即钢骨－钢管混凝土组合柱，该组合柱是将钢骨插入钢管中，然后内填混凝土形成，通过13根组合柱的轴心受压试验，研究了钢骨－钢管高强混凝土组合柱的工作机理，延性和极限承载力，讨论了影响这种组合柱性能的主要因素，包括套箍指标，配骨指标和长细比等，研究结果表明，这种新型组合柱具有较高的承载力和良好的延性，可减少柱截面尺寸，增大建筑物使用空间，根据试验结果，给出了适用于这种组合柱的承载力计算公式。     

混凝土薄壁筒桩水平受力机理

对混凝土薄壁筒桩的水平承载能力按规范方法进行了现场试验,并用三维非线性有限元对其在水平荷载分级作用下桩体的变形、应力,钢筋应力及土体对桩体的水平反力等的变化规律进行了分析研究,两者结果相互验证．有限元分析中考虑了不同材料的材料特性、变形特性及桩与混凝土之间的相互作用．研究结果表明混凝土薄壁筒桩在水平荷载作用下表现为受弯混凝土构件的特性,在一定的地基条件下其承载能力主要取决于混凝土和钢筋的抗拉强度;同时表明用文中的方法分析混凝土薄壁筒桩的水平承载能力是可行的．     

人工神经网络在水泥喷粉桩承载力设计计算中的应用

对人工神经网络及BP（Back Propagation）网络模型作了简要介绍，并对水泥喷粉桩复合地基承载力及其影响因素的非线性关系进行了分析，提出利用地域已有水泥喷粉桩复合地基承载力及影响因素的资料建立代神经网络模型进行承载力的设计计算，通过实例验证，该模型可达到较理想的效果，可以实现水泥喷粉桩复合地基承载力的合理设计计算，为今后该类复合地基承载力的设计提供了可借鉴的方法。     

Nonlinear finite element analysis of steel fiber reinforced concrete deep beams

By the nonlinear finite element analysis (FEA) method, the mechanical properties of the steel fiber reinforced concrete (SFRC) deep beams were discussed in terms of the crack load and ultimate bearing capacity. In the simulation process, the ANSYS parametric design language (APDL) was used to set up the finite element model; the model of bond stress-slip relationship between steel bar and concrete was established. The nonlinear FEA results and test results demonstrated that the steel fiber can not only significantly improve the cracking load and ultimate bearing capacity of the concrete but also repress the development of the cracks. Meanwhile, good agreement was found between the experimental data and FEA results, if the unit type, the parameter model and the failure criterion are selected reasonably. Biography: XU Lihua (1962–), female, Professor, Ph. D., research direction: fiber reinforced high performance concrete.