一种直接加固软弱下卧土层地基方法的 三维有限元分析

软弱下卧土层直接加固法是一种新型软土地基处理方法.该方法充分发挥了上部良好土层的力学性能,在满足工程建设要求的同时,避免了大量土方的开挖和堆放,具有节约成本,缩短工期,清洁环保等优点.简要介绍了软弱下卧土层直接加固法的受力机理和施工方法,基于ABAQUS有限元软件,对该法加固后基础的沉降、应力分布、桩身压缩沿深度变化、桩土应力比及桩土模量比等进行了初步探讨,并与加固前的天然地基进行了对比分析.研究结果表明,在相同上部荷载作用下,采用软弱下卧土层直接加固法能有效地减小基础沉降,显著提高地基承载力,降低地基土的应力水平.     

基于荷载传递法的单桩沉降解析解

针对轴向荷载作用下的单桩工作特性,基于荷载传递法,采用了描述桩-土相互作用特性的双折线荷载传递函数,得到了针对桩-土变形全过程的单桩荷载-沉降关系解析解.利用该解析解,计算了具体案例,讨论了模型参数的取值范围,计算结果与实验曲线吻合较好.结果表明,本文方法能较好地描述单桩荷载传递过程,根据静载实验获得的具体参数,计算轴向荷载作用下单桩荷载-沉降关系,并估算单桩的承载力,为桩基础设计提供参考依据.     

砂层地基中预制管桩桩长对基桩沉降量的影响分析

根据竖向荷载作用下的桩-土相互作用原理,并考虑土体应力应变的非线性特征,建立了桩基沉降简化模型.笔者以某高速公路为工程实例,探讨了预制管桩桩长和回弹率在砂层地基中对基桩沉降的影响.研究结果表明:当桩径不变时,基桩沉降随桩顶竖向荷载的增加呈现非线性增大的趋势,随桩长的增大呈非线性减小趋势;增大桩径一定程度上能够减小桩基竖...     

桩侧土非线性软化时单桩荷载-沉降曲线分析

基于桩身竖向荷载传递的微分方程,并考虑了桩侧阻力的非线性软化行为,推导出桩身轴力和桩土相对位移关系的增量形式表达式.通过该表达式并依据位移协调法的原理编写的程序,计算出了桩身的荷载沉降曲线.结果表明:计算出的荷载沉降曲线与试验曲线吻合较好,并能反映桩的渐进破坏过程.     

灰土桩复合地基有限元分析

应用弹塑性有限元方法,研究了灰土桩复合地基受力机理.结果表明:在固结作用最大位移发生在布桩的位置,沿着桩径的增大,位移逐渐减小;桩顶附近的超静孔隙水压力比较大,桩端下地基上中的超静孔隙水压力较小,且沿着桩身长度方向孔压值呈现一种递减的趋势;下卧层和加固层间水压力差逐渐减小,桩间土的有效应力明显小于桩和桩下端土体的有效应力;荷载作用下整个复合地基桩的位移比桩间土位移小,桩左右边界附近均有一定量的隆起,但是隆起量不大,对工程不会造成太大的影响,在地基稳定性的模拟与计算中,桩左右的隆起所产生的影响也是不可忽视的;在荷载作用下桩的有效应力明显大于桩间土的有效应力,在桩头和桩端有明显的应力集中现象,最大有效应力发生在桩端与土体接触的界面附近.     

CFG桩复合地基不同参数沉降影响分析

结合兰永一级公路软弱路基处治技术研究项目,为分析不同设计参数下CFG桩复合地基处治软土路基的沉降变化规律,利用非线性有限元软件ADINA建立三维模型,结合比奥固结理论,地基土体按多孔介质材料考虑,采用Mohr-coulomb理想弹塑性模型做固结分析,将填土视为荷载逐级施加,采用生死单元对CFG桩复合地基进行数值模拟。结果表明,相比提高垫层模量与桩身模量,选择较大桩长与合理的桩距、桩径对减小软土路基沉降更为明显,裙桩效应对于减小软土路基沉降起积极作用,软土路基经过CFG桩复合地基处理后满足一级公路工后沉降要求,加固效果明显。     

楔形单桩水平承载特性研究

通过对粉土中水平荷载作用下楔形桩的承载特性进行数值模拟,并与同等条件下等体积圆桩的承载特性进行对比,发现与同等条件下等体积圆桩相比,楔形桩水平承载力较之提高近10%,楔形桩身最大正弯距出现位置与同体积圆桩位置基本吻合,最大负弯矩出现位置比圆桩上升了12.5%,楔形桩桩周土体位移比圆桩减小约8.2%。这说明在水平荷载作用下楔形桩较等体积圆桩有更好的承载特性。     

多种地基处理形式联合设计方法在工程实际中的运用

在建筑物基础形式多样、不同部位地基承载力要求差异悬殊且地基沉降变形要求严格的设计条件下,只采用单一的地基处理技术无法有效解决地基问题.本文依托北京某地基处理设计项目,对采用CFG桩复合地基、碎石桩复合地基、换填垫层等多种地基处理形式联合设计方法进行分析,同时,为了深入研究复杂荷载条件对不同部位地基变形的影响,使用MIDAS-GTSNX有限元分析软件模拟地基处理后的地基变形,将数值分析法、使用规范工具箱计算法与实际监测得到的沉降量进行对比,结果表明,运用规范工具箱计算的沉降量大于数值分析计算沉降量,数值分析结果更接近实际监测值.运用多种方法联合进行地基处理,能够较好地控制复杂情况建筑物变形.     

双排桩-锚索结构受力特性研究——以屏南县华侨中学边坡治理为例

屏南县华侨中学A地块西侧边坡最大坡高逾23 m,单排抗滑桩或一般的支挡结构无法限制其侧向位移,故采用双排桩-预应力锚索结构对其进行分级治理。为了分析各排桩分担的土压力大小,在弹性支点法基础上引入桩间联系弹簧,建立新的计算模型,对前、后排桩进行受力分析,分析桩间联系弹簧与前排桩被动区土弹簧和后排桩有限土体弹簧之间的串、并联关系,求解各弹簧的刚度,进而推导出桩身变形推力的计算公式,并将计算结果与实测数据进行对比,为高边坡的治理设计提供了参考意义。     

基于正交设计法的刚性桩复合地基模型参数敏感性分析

刚性桩复合地基能很好地改善软弱地基,其中的褥垫层、承台、刚性桩、土和注浆体都能不同程度地影响复合地基的沉降变形.本文基于正交设计法,利用大型有限元软件ANSYS在工程实例的基础上进行了褥垫层厚度、褥垫层模量、承台厚度、承台模量、桩的长度、桩径、桩的模量、上层土模量、下层土模量和注浆体模量、桩距11个参数对复合地基最大沉降和承台差异沉降的敏感性分析.研究表明:刚性桩复合地基中的注浆体模量、上层土模量、桩径、桩距基数对复合地基最大沉降的敏感性显著,桩距、桩径、褥垫层模量、上层土模量基数对承台差异沉降影响相对较大,桩距、桩径、上层土模量对刚性桩复合地基变形计算结果的影响显著.     

湘潭市某深基坑复合土钉墙支护变形的有限元分析

复合土钉墙在基坑中应用广泛,目前对其变形的研究较少.本文依托湘潭市河西核心商务区人防平战结合工程,运用有限元分析软件ANSYS建立微型桩-预应力锚杆复合土钉墙与纯土钉墙两种不同支护形式在不同工况的有限元模型,得到各开挖步基坑的变形情况,将有限元计算结果与现场实测数据进行对比分析.结果表明:由于受到土体主动土压力作用,微型桩产生微小转动,复合土钉墙支护水平位移呈现开挖面以上与以下相反的现象,在基坑顶部有较小幅度的土体拱起,微型桩和预应力锚杆的施加对基坑侧壁水平位移与地面沉降有较大影响,能有效控制土体变形,增加土体稳定性,但是对坑底隆起的影响相对较小.     

厚冲击覆盖层岩溶区桥梁钻孔灌注桩优化设计

结合静载试验,对厚冲积覆盖层岩溶地区钻孔灌注桩持力层顶板厚度和嵌岩深度开展研究,对其进行优化.首先,利用相关地质资料,对上部土层侧阻、嵌岩侧阻和桩端阻力的分布和发挥程度进一步分析,估计土体中桩身极限摩擦阻力和桩端极限承载力;其次,利用静载试验所获得的桩身侧阻、嵌岩侧阻和桩端阻力的分布和发挥程度,估计作用在嵌岩段侧阻力,对嵌岩深度进行计算,力图使桩身摩擦阻力、嵌岩段侧阻力和桩端阻力都得到有效地利用     

水泥粉喷桩的施工技术

粉喷桩也叫加固土桩,它是主要是以水泥、石灰等材料作同化剂的主剂.利用深层搅拌机械和原位软土进行强制搅拌,经过物理化学作用生成一种特殊的具有高强度,较好变形特性和水稳性的混合柱状体.在地基深处将软土固化成为具有足够的强度、变形模量和稳定性的水泥土,这些加固土、柱体与柱体间的土就构成了一种复合地基.它对提高软土地基承载能力,减少地基的沉降量有明显效果.由于粉喷桩具有能有效减少总沉降量、能承受较大的加荷速率、抗侧向变形能力强、可大大缩短施工期等优点,目前在高速公路建设领域应用得较为广泛.     

悬臂式围护桩仿真分析研究

采用Midas/GTS仿真分析软件对黄土地区基坑支护进行三维数值模拟,结合实际工程特点,较为真实地得出了悬臂桩支护对桩周土体的影响,得到了开挖各阶段的土体变形曲线、桩身弯矩曲线,分析其原因、特点及规律,并对极可能出现的滑移趋势做出了分析。悬臂式支护结构主要依靠嵌入坑底土内的深度与结构的抗弯能力来维持基坑壁的稳定与结构的安全。所以对于悬臂式支护结构来说,嵌入土内的深度非常重要。因为悬臂式支护结构上端的水平位移往往是开挖深度的五次方函数,故它对开挖深度非常敏感,很容易产生大的变形,所以通常只适用于土质较好以及开挖深度较浅的基坑工程。     

预应力锚索抗滑桩加固边坡数值分析

采用Midas GTS有限元软件对预应力锚索抗滑桩加固边坡进行数值计算,并与理正岩土软件计算的未加固和加固状态边坡安全系数对比,验证了数值模型的正确性。在考虑桩-锚索、桩-土和锚索与土体相互作用的基础上,分析了锚索抗滑桩承载特性、抗滑桩截面尺寸、锚索预应力及刚度对桩体内力、位移和边坡稳定性的影响。结果表明:锚索改变了抗滑桩的受力形式,使桩身内力分布更加均匀;增大桩体截面尺寸、锚索预应力和刚度均可以有效提高桩的抗滑力,限制桩的水平位移并提高边坡稳定性,可为类似工程设计提供参考。     

新型体外预应力加固混凝土框架柱抗震性能研究

研究新型体外预应力加固约束下混凝土框架柱的各项抗震性能。在ABAQUS有限元软件分析平台上，以轴压比、竖向预应力、钢带预应力3个参数为变量设计10个试件，开展框架柱在水平低周反复荷载下的抗震性数值模拟。与未加固前相比，加固后钢筋混凝土框架柱滞回曲线更加饱满，其中试件混凝土最大应力普遍上升，最高值是加固前的2.0倍；屈服荷载、极限荷载和最大荷载提升显著，提升幅度均大于60%;最大耗能指标增加了1.5倍，延性指标最高提升60%,刚度退化指标平均提高了60%。研究结果充分证明，新型体外预应力加固方法可以有效增强框架柱承载力和抗震性能。     

三种混凝土本构模型在圆钢管再生混凝土轴压短柱有限元分析中的比较

为研究再生混凝土本构模型的特点及适用性,基于三种不同核心再生混凝土本构模型对钢管再生混凝土轴压短柱受力全过程进行非线性有限元分析,从极限承载力、轴压刚度、耗能因子等方面对数值模拟结果与93组试验数据进行对比分析.结果表明:在极限承载力方面,未考虑约束作用对峰值应力影响的本构模型计算结果偏安全;基于统一理论的本构模型计算结果对套箍系数较大的试件符合较好,而套箍系数较小时结果偏保守;考虑取代率、含钢率、钢材屈服强度对核心再生混凝土强度及弹性模量影响的约束再生混凝土本构模型,计算结果与试验结果符合程度较高.轴压刚度方面的分析表明,按照弹性叠加原理计算的构件轴压刚度相对于试验值偏低,而考虑再生混凝土取代率的组合轴压刚度计算方法及本构得到的计算刚度值与试验结果符合良好,另外两种本构的计算值偏于不安全.此外,三种本构模型计算的耗能因子均高于试验值,表现为模拟的荷载-位移下降段比试验曲线平缓.     

激光焊I型夹芯三明治板挠度分析

应用等效刚度模型,按均质梁理论,计算激光焊接I型夹芯三明治板在三点弯曲状态下弹性阶段的挠度,得到挠度曲线,并利用ABAQUS有限元软件对其进行受弯性能数值模拟分析,得出加载点的荷载-位移曲线,并对理论挠度曲线进行验证。结果显示:挠度的理论值与模拟值吻合较好,在加载点处相差1.3%,说明应用等效刚度模型计算梁挠度准确性较高,并通过有限元分析得出了所研究三明治板的极限承载力,研究结果对今后激光焊I型夹芯三明治板的设计及应用具有一定的指导意义。     

激光焊Ⅰ型夹芯三明治板挠度分析

应用等效刚度模型,按均质梁理论,计算激光焊接Ⅰ型夹芯三明治板在三点弯曲状态下弹性阶段的挠度,得到挠度曲线,并利用ABAQUS有限元软件对其进行受弯性能数值模拟分析,得出加载点的荷载-位移曲线,并对理论挠度曲线进行验证.结果显示:挠度的理论值与模拟值吻合较好,在加载点处相差1.3％,说明应用等效刚度模型计算梁挠度准确性较高,并通过有限元分析得出了所研究三明治板的极限承载力,研究结果对今后激光焊Ⅰ型夹芯三明治板的设计及应用具有一定的指导意义.     

部分剪力连接新型外包钢-砼组合梁的滑移性能

针对典型的钢-砼组合梁的不足,提出一种新型外包钢-砼组合梁.为研究其钢-砼交界面相对滑移及变形性能,通过4根足尺简支梁的试验研究,得到组合梁的荷载-滑移、荷载-挠度关系曲线.根据试验结果分析了新型外包钢-砼组合梁交界面相对滑移发展的过程和分布规律.利用有限元分析软件ANSYS,对组合梁的交界面相对滑移性能进行了非线性有限元分析,提出剪力连接系数的合理范围.在基于现行规范的基础上提出了组合梁跨中挠度的建议计算公式.把有限元模型和建议公式的计算结果与试验结果进行比较,三者吻合良好.