考虑软土特性影响的层状地基中横向受荷桩力学特性研究

基于层状地基中横向受荷桩力学模型,利用分离变量法,求得不同地层条件下横向受荷桩的位移方程.运用数值计算方法,分析了软土层物理特性(弹性模量、泊松比、厚度)及分布特征等对桩基力学特性的影响.结果表明:横向受荷桩的桩身变形和内力均随软土层弹性模量增大而减小,而软土层泊松比则对桩基力学特性影响很小;软土的分布特征对桩基力学特性影响显著,与软土处于层状地基中部相比,上层为软土的地基中桩端变形和最大内力均增加2倍;随上部软土层厚度增大,桩基横向位移增大,而其最大弯矩和负剪力则呈现先增后减的趋势.     

坡顶斜向受荷桩内力及位移分析

位于边坡顶面上的建（构）筑物桩基,具有承重和阻滑双重功能,又兼有抵抗水平荷载或倾斜荷载作用,其受力性状远比边坡内部的抗滑桩、水平地面上的横向受荷桩或倾斜受荷桩复杂。在综合分析和评价国内外组合受荷桩研究工作的基础上,分析了坡顶斜向受荷桩独特的受力特点,从而将其分为自由段、受荷段、嵌固段3个特征桩段,在此基础上,综合考虑p-△效应、滑坡推力、地基系数、桩身侧摩阻力、桩身自重等影响因素,建立了各特征桩段的微分方程。基于＂m＂法,采用矩阵计算方法,得到单桩计算分析的幂级数解答,并通过实例分析表明该方法准确方便。     

地基系数法在岩体抗滑桩内力计算中的应用

指出抗滑桩内力计算的传统方法之地基系数法应用于岩体抗滑桩时 ,存在的一些问题 .对此 ,首先根据刚性抗滑桩的受力和变形特性 ,推导了地基系数法计算刚性桩内力的计算公式 ;其次根据弹性抗滑桩的受力和变形特性 ,导出了有限差分格式 ,用以分析弹性桩全桩的内力 .同时 ,采用MATL AB数学软件 ,编写了基于文中所推公式的刚性和弹性抗滑桩内力计算程序 ,可完成全部计算和将计算结果转换成理想的可视化图形 .对于刚性抗滑桩 ,计算结果是精确的 ;对于弹性抗滑桩 ,计算结果的精度优于传统的查表手算法 .计算结果的可视化有助于抗滑桩的结构设计     

抗滑桩内力计算悬臂桩法的改进

对抗滑桩内力计算之悬臂桩法作了适当改进：建立了滑动面上下统一的坐标系;将桩在滑动面以上部分视为弹性定向铰支的悬臂梁,以使滑动面上下位移符合连续性的实际情况;桩在滑动面以下部分视为“Winkler”弹性地基梁,采用地基系数“m”法计算桩身内力,推导了有限差分计算公式;编制了全桩内力计算程序,可适用于滑坡推力和桩前滑体杭力分布的多种形式以及抗滑桩为刚性桩和弹性桩的情况,同时可得到理想的可视化计算结果．以算例进行了比较验证,并介绍了工程应用实例．与传统方法相比,有效地提高了抗滑桩内力分析效率和计算精度．     

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.     

考虑m弱化效应的水平循环受荷桩分析

现行规范采用m法分析水平受荷桩的内力和变位时,将地基系数的比例系数m视为定值。承受水平循环荷载作用的桩,当桩周土体发生较大位移时,其m随桩在地面处位移增大和加载次数增加均呈减小趋势。基于现场原型试验结果,分别建立m随桩在地面处位移y0及循环加载次数T的幂函数关系式;考虑m的上述弱化效应,构建水平循环受荷桩桩身挠曲微分方程,编制其内力与变位有限差分求解程序,通过与现场试验对比分析,验证该计算方法能较好地适用于深厚软土地区在地面处水平位移大于4 mm的水平循环受荷桩的内力与变位计算。     

传递矩阵法在横向受荷桩计算分析中的应用

针对现行的《公路桥涵地基与基础设计规范》在横向受荷桩计算分析中无法对地基分层、桩侧土地基比例系数变化或桩身抗弯刚度变化直接解答等缺点,将传递矩阵法引入横向受荷桩的结构计算分析中.根据线弹性地基反力法的基本原理,将桩划分为若干单元并将其简化为多点弹簧支承的连续梁,利用材料力学的知识求得结点之间状态向量的传递关系及桩的总体传递矩阵;根据桩底边界条件,求得桩顶的初始状态向量.通过实例分析与其他计算方法比较,结果表明该法可有效地解决现行规范计算方法存在的不足之处.     

倾斜荷载下基桩C法的幂级数解

在C法(地基系数沿深度呈抛物线形式增加)假设基础上,从弹性桩的基本微分方程出发,考虑P-Δ效应并计入桩侧摩阻力和桩身自质量,推导并得到了倾斜荷载作用下单层均质土中基桩内力及位移的幂级数解.利用该解答对某工程实例进行了分析计算,并与传统的m法计算结果进行比较.结果表明,基于C法的幂级数解计算所得基桩内力及位移规律与工程实际吻合,且基桩最大弯矩和地面水平位移较m法降低10%左右.     

多层地基中横向承载变刚度桩的计算与实践

提出了层状地基中横向承载变刚度桩内力和位移的计算理论，该理论不但适用于抗力系数任意变化的单层或多层线弹性地基，而且适用于刚度沿轴线任意变化的桩，完全统一了横向承载线弹性地基桩计算方法，开发了应用程序，并对程序的计算结果进行了实验检验，介绍了一个工程应用实例。实践证明，该计算理论和应用程序通用性强，计算结果可靠，精度足够，可以应用于桥梁工程中的桩基计算。     

关于预应力锚索抗滑桩内力计算方法的讨论

采用横向变形约束弹性地基梁法设计预应力锚索抗滑桩,按照变形协调原理计算锚索拉力、抗滑桩的位移和桩身内力,并将这种方法用于某一深挖路堑高边坡的预应力锚索抗滑桩工程,根据现场实测结果,讨论了该内力计算方法的合理性.     

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.     

抗滑桩抗滑阻力的优化计算方法

针对传统抗滑阻力计算方法中存在的缺陷,以不平衡推力传递系数法为基础,提出了一种简便有效的抗滑桩抗滑阻力优化计算方法,即矩阵数组法,该方法不仅可用于单排抗滑桩的设计计算,获得最小的抗滑阻力和最佳设桩位置,而且可用于多（双）排桩的优化设计计算。通过工程实例比对,分析结果显示,矩阵数组法比传统方法更科学。在应用抗滑桩治理滑坡工程设计计算中,将矩阵数组法与有限元法进行结合,则计算结果更可靠、更合理。     

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。     

不同截面型式抗滑桩加固边坡数值分析

当前国内外抗滑桩主要采用圆形和矩形两种截面型式,而不同型式抗滑桩加固边坡的效果不同,施工方法和工程造价亦不同.为此,针对T形、正方形、矩形、正五边形、正六边形、圆形等6种不同截面型式的抗滑桩,采用弹塑性有限元强度折减法,计算了边坡岩土体在强度折减系数分别为1.35和1.50时6种桩型抗滑桩的桩身内力反应,并进行了加固效果的对比分析;在此基础上,深入研究了抗滑桩-边坡体系的整体稳定性及桩间的土拱效应.结果表明,抗滑桩加固潜在滑移坡体时,在特定桩间距范围内会产生土拱;不同截面型式抗滑桩引起的土拱形状不同,桩间的土拱现象在一定程度上能够反映不同桩型抗滑桩的作用机制和加固效果.     

钢筋混凝土连续梁结构非弹性内力分析

本文在试验研究的基础上分析了纲筋混凝土连续梁结构内力的非弹性特性,并指出目前国际上的两种极限设计法,即“部分极限设计法”和“完全极限设计法”所存在的问题。文中把纲筋混凝土连续梁内力发展的全过程归结为三个不同性质的阶段。第二个阶段,也即因裂矮而引起内力的非弹性重分布,是非弹性分析中的一个重要环节,可按建议的“虚梁法”进行简便计算,按照试验资料还分析了传统线弹性方法的误差。对完全非弹性分析所需的两个关键荷载——开裂荷载和塑性铰荷载的计算方法也进行了分析。     

考虑桩-土相互作用的悬臂式排桩内力计算方法研究

在分析常用计算方法优缺点的基础上,通过引入非线性的桩-土相互作用模型,提出了一种可考虑桩-土相互作用的悬臂式排桩内力计算方法.首先,采用杆单元对桩体结构进行离散化,计算单元刚度矩阵并合成为总体刚度矩阵;其次,假定基坑内、外侧土压力与桩身位移之间的非线性函数关系,建立非线性的节点荷载函数列阵;再次,根据总体刚度矩阵和节点荷载函数列阵形成总体刚度方程(组),采用Newton-Raphson法求解以得到节点位移列阵;最后,通过单元刚度方程和节点位移列阵反求桩身内力和桩侧土压力.算例分析表明,本文方法计算简单方便,能充分反映桩侧土压力非线性变化的特点,较好地揭示了桩-土相互作用机理,适用于悬臂式排桩内力计算.     

空心"子母"钻在断桩处理中的应用

处理埋管导致的断桩时常会出现内护筒不能下沉的问题。应用空心“子母”钻对桩基进行扩孔,通过减小内护筒周边的摩擦阻力,可使内护筒顺利下沉到断桩位置。     

New method of designing anti-slide piles – The strength reduction FEM

At present, the thrust of an anti-slide pile can be worked out with some calculation methods. However, the resistance in front of the pile, the distributions of resistance and thrust, and appropriate pile length cannot be easily obtained. In this paper, the authors apply the strength- reduction finite element method (FEM) to several cases of design of anti-slide piles. Using this method, it is possible to take the pile-soil interactions into consideration, obtain reasonable resistance in front of pile and the distributions of thrust and resistance, and reasonable lengths of anti-slide piles. In particular, the thrust and resistance imposed on embedded anti-slide piles can be calculated and composite anti-slide pile structures such as anchored piles and braced piles can be optimized. It is proved through the calculation examples that this method is more reliable and economical in the design of anti-slide pile.