单桩分析的非线性方法

桩的荷载沉降特性的研究已受到工程界的普遍重视，研究认为桩土接触面处的非线性伴移特性在荷载传递机理方面起着非常重要的作用。桩土接触面处的非线性位移特性可由沿桩身的摩阻力的发挥程度来反映，然而目前单桩的研究工作大部分是有关单桩的线弹性特性，进而得到单桩的荷载位移之间关系的数值解及计算表格，本文提出一个分析桩基沉降的计算模型，在该计算模型中，用荷载位移传递函数来描述桩身摩阻力和桩身位移的非线性关系，并用桩端位移法计算桩的荷载沉降，基于本文所提出的荷载位移传递函数，本文研究了多层土中单桩的荷载位移特性。     

考虑桩-土-垫层共同作用的刚性桩复合地基沉降计算方法

分析了刚性单桩桩复合地基的荷载传递机制,针对单桩复合地基中桩、土、垫层相互作用特点,基于荷载传递法,通过简化桩土单元体竖向相对位移分布模式,引入弹塑性荷载传递模型,并考虑桩体的上刺与下刺变形,建立了刚性单桩复合地基沉降计算的基本微分方程,进而提出了一种新的能考虑桩-土-垫层体系共同作用的单桩复合地基沉降计算方法。结合现场单桩复合地基静载荷试验进行对比分析,结果表明,所建立沉降计算方法的计算结果与实测值吻合较好,且该方法计算工作量小,可为工程计算提供一定的参考。     

负摩阻单桩的非线性分析

文章基于荷载传递函数法和固结有限层方法,提出了一种负摩阻单桩的非线性分析法。该法以荷载传递函数法建立了桩土相互作用微分方程,采用了佐藤悟的荷载传递函数模型,用固结有限层理论求解桩周土层随时间和深度变化规律,用矩阵位移法求解微分方程。工程实例的计算结果表明,本文方法的计算结果比较符合实测结果。     

筏－桩－土共同作用分析方法

提出了一种分析筏－桩－土共同作用工作性状的实用计算方法—位移协调法［１］．该方法假定筏极与桩土地基位移协调，对矩形筏板根据其边界条件和变形性状采用一种双重三角级数位移模式．对拉土地基采用单桩计算方法—考虑桩压缩性的位移协调法［１，２］，分析桩土之间的相互影响。根据位移协调条件和力平衡条件建立筏－桩－土共同作用的分析方程．可求解筏板与桩土地基之间的接触应力、桩土地基的应力及沉降、筏板的沉降、弯矩、扭矩及应力和桩筏基础对周围环境的影响等．文中对桩筏基础、片筏基础及性承台的分析与设计具有理论与实用价值．     

筏—桩—土共同作用分析方法

提出了一种分析筏－桩－土共同作用工作性状的实用计算方法－位移协调法，该方法假这筏板与土地基位移协调，对矩形筏板根据其边界条件和变形性状采用一种双重三角形数位移模 桩在采用单储计算方法－考虑桩压缩性的位移协调法，分析桩土之间的相互影响。     

一种单桩荷载-位移曲线数值计算方法的探讨

提出了一种利用荷载传递的双曲线模型计算单桩荷载－位移曲线的方法．该方法将桩划分为若干计算桩段,充分利用工程地质资料可以较好地计算出单桩荷载－位移曲线,并求得单桩极限承载力．计算结果与实测值比较吻合．     

考虑地基土非线性条件下的桩土相对位移计算理论

在考虑地基土非线性的前提下,提出了一种桩土相对位移的计算理论,对进一步计算荷载传递函数提供参考价值.     

桩基荷载传递函数扰动状态模型及应用

基于扰动状态概念，认为桩土界面单元的状态有完整状态和临界状态，受力后界面中处于这两种状态的单元服从随机分布，荷载由它们共同承担．据此建立了相应的桩基荷载传递函数模型．结合不均匀化材料的均匀化理论与概率统计方法，以桩的塑性剪切位移为分布变量，提出了模型中扰动参数的计算原理与方法．模型中，完整状态时的桩土界面单元抗剪强度采用Duncan—Chang模型计算，临界状态时的桩土界面单元承担的应力可采用传统的摩尔-库仑强度理论计算．模型具有参数较少且确定简单的特点，能反映荷载传递函数的性质，如硬化与软化，以及围压的影响．通过与实测数据的对比，验证了本文模型的准确性．最后利用建立的模型，对某工程试桩进行了分析，阐述了本文模型的工程实用价值．     

成层土中竖向受荷桩沉降性状简化计算方法

基于应力泡形虚土桩模型和考虑桩土界面初始临界摩阻力的改进双曲线模型,提 出了一种可以考虑桩端应力扩散效应和桩土界面初始临界摩阻力影响的竖向受荷单桩沉降 简化计算方法.首先,利用该计算方法分析讨论了模型参数对单桩沉降的影响程度,并给出了 合理的取值范围;其次,将用该计算方法得到的结果与现场实测数据对比分析,验证了本文计 算方法的合理性,并进一步分析研究了不同桩顶荷载作用下竖向受荷桩的桩身压缩与桩端土 体沉降所占比重关系、桩身轴力分布规律以及桩侧摩阻力发挥特性等 .本文的计算方法参数 明确,应用简便,可以为桩基础设计提供更为准确的沉降值,具有广泛的工程应用前景.     

基于多段荷载传递法的桩基荷载-沉降解析解

目的推导出桩侧土桩基荷载-沉降解析解,为在理论上探讨桩的轴向静载与沉降之间的关系、计算桩的极限荷载、桩身轴力和桩侧剪力提供一种较为实用的方法.方法利用多组并联弹簧组来模拟桩侧土荷载传递曲线,建立桩侧土的多段线性荷载传递函数模型,模拟桩土间弹塑性本构关系,以荷载传递函数法为基础,并巧妙地利用双曲函数变换和传递函数.分析了砂土侧摩阻力的变化对桩基荷载-沉降曲线的影响,并与专业桩基计算软件结果进行对比.结果求得了桩侧土处于弹性、弹塑性和弹-塑-滑移状态下桩身内力与节点位移的解析表达式,并递推得到了桩顶荷载-沉降关系和桩顶刚度的解析解.结论多段荷载传递法求得的荷载-沉降曲线与专业桩基计算软件结果基本吻合,说明了该方法的有效性和解析解的正确性.     

单桩分析的双曲线模型的验证和相应的近似公式

众所周知桩土界面处土的扰动要远大于远离桩土界面处的土，在该扰动区内，土得应力应变关系为非线性的．本文提出一个双曲线模型来描述桩土界面处剪切应力与剪切应位移的非线性关系．通过一系列室内单剪试验的结果该双曲线模型得到了验证．基于室内试验的结果，本文提出一个用于计算该双曲线模型的近似公式．其计算结果与现场单桩试验结果以及有限元计算结果进行了比较．     

单桩轴向荷载-沉降曲线广义剪切位移解析算法

用线性弹性和塑性线性强化模型模拟桩周土的剪应力与剪应变非线性关系,将弹性阶段的剪切位移法推广到塑性阶段,得到了广义剪切位移理论,建立了桩土间耦合力学模型;利用此理论,分别对桩周土处于弹性、半塑性和全塑性3个不同阶段进行分析,推导出了不同边界条件下桩的荷载-沉降曲线的解析表达式以及统一解析式,对实际桩基进行了计算.研究结果表明:该方法能模拟工程中的复杂情况,从而能够解决复杂桩周边界条件下的桩基承载力与沉降问题,计算结果与实测结果最大误差为7.8%,平均误差为6%;由于考虑了桩土之间的连续性,利用该单桩承载力-沉降解析表达式能够求解桩土共同作用地基桩的承载力与沉降位移.     

基于Mindlin解和最小势能原理的群桩位移计算

根据Mindlin基本位移解提出了一个群桩中的单桩的位移函数关系式,运用变分理论和最小势能原理,结合Randolph的单桩位移解法中的桩周土体剪应力和位移关系,桩端土与桩端沉降关系进行推导,得到了群桩中单桩的荷载位移关系,并以实例与他人结果进行对比.对比结果表明:本文提出的方法计算得到的结果与用其他方法得到的结果一致.     

基于扰动状态概念的桩-土接触面荷载传递模型

基于扰动状态概念(DSC),假定桩-土接触面单元中相对完整(RI)状态部分的抗剪强度服从线弹性理论,完全调整(FA)状态部分的抗剪强度服从理想塑性理论,进而建立桩-土接触面荷载传递模型.针对桩-土接触面进行了大型直剪试验,试验结果表明:桩-红黏土接触面剪切过程中,接触面表现出应变软化特性,且随着法向应力的增加,软化现象越明显;桩-粉质黏土接触面剪切过程中,接触面表现出轻微应变硬化特性.利用桩-土接触面荷载传递模型计算得到的剪切应力-剪切位移曲线(τ-s曲线)与直剪试验得到的τ-s曲线吻合较好,验证了基于DSC的桩-土接触面荷载传递模型具有较好的准确性与适用性.     

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．     

反平面剪切层间界面破坏的卸载行为研究

研究了由定常侧压力作用下,界面层上剪应力及位移场在卸载(反向加载)过程中的分布规律及演化规律·计算结果表明,由于裂纹前方损伤过程区的存在,卸载是非弹性的,伴随有损伤和摩擦两种耗散机制;另外,当卸载过程不能覆盖加载过程造成的损伤区时,会产生“应力锁死”现象,从而导致结构在以后的加载过程中可能产生冲击载荷·     

贴片加固混凝土梁界面粘结剪应力的分析与计算

以弹性理论为基础,根据贴片加固混凝土梁的截面变形协调条件和静力平衡条件,推导出了任意线性荷载作用下贴片加固梁的界面粘结剪应力及片材端部界面最大粘结剪应力的计算公式,并给出了均布荷载和集中荷载2种情况下的具体表达式.研究结果表明:由于表达式考虑了混凝土梁、粘结胶层和加固片材性能对界面粘结剪应力的影响,因而具有更高的计算精度;采用这些公式可以对不同荷载作用、不同粘结长度和宽度及不同梁截面形式的贴片加固梁片材端部界面最大粘结剪应力进行验算,以防止加固梁片材端部出现界面剥离破坏.     

黏性土中微型桩抗压和抗拔现场试验

为了更好地研究一种新的施工工艺下微型桩的承载性状,选用两根微型桩做现场静栽试验,每根桩中12个振弦式钢筋应力计被均匀布置于微型桩中．通过静载试验的结果发现,微型桩在承受抗压及抗拔时最终呈刺入破坏或桩身被拔出．土层性状和桩土相对位移对微型桩侧阻的发挥有很大关系,桩身侧阻随桩土相对位移变化呈应变硬化关系．不同土层及同一土层受力状态不同时,桩的临界侧阻和临界位移各不相同．通过将微型桩实测单位侧阻与静力触探试验结果对比分析发现,抗压时实测单位侧阻为静力触探试验的锥尖侧阻平均值的0．57—0．99倍,抗拔时实测单位侧阻为静力触探试验的锥尖侧阻平均值的0．37～0．72倍．抗压桩实测单位锥尖端阻为静力触探试验结果的0.38倍．     

人工灌注桩内力和变形分析的微分方程解法

本文根据上部结构在竖向荷载和水平地震荷载组合后直接传给桩端的弯矩、剪力和轴力,对在这三种桩端外力作用下柱与地基土共同工作的内力和变形进行分析,求得桩身内力和变形的解析解。指出了现行设计计算方法存在的问题和不足。特别是对桩的计算简图选取、系数K和计算宽度B取值的讨论以及经详细的解析分析后得到的桩身内力和变形,为桩的强度设计提供了比较可靠的理论依据,避免了现行设计配筋的盲目性。