桩承式路堤土拱效应透明土模型试验研究

目前通过试验研究桩承式路堤时,多是探讨路堤中的应力分布和荷载传递,而路堤内部变形一般在试验中难以准确测量。基于此,利用透明土模型对桩承式路堤中土拱效应进行试验研究,实现了路堤内部变形的可视化。模型试验通过桩间水袋上表面的下移来模拟路堤中土拱的形成过程;并将该过程中获得的照片,经过粒子图像测速(PIV)技术处理,得出路堤填土的位移分布。试验分析表明:路堤在变形过程中没有明显的滑移面,宏观土拱形态为多个形状相似的拱,每个单拱可近似看作半椭圆;随着桩间土上表面下沉量加大,土拱形态几乎不变。接近桩间土表面中心处土体变形最大,从下往上路堤填土变形逐渐减小,到达一定高度表现出等沉面。桩间土沉降过程中,等沉面以下各水平面逐渐变为下凹形,各水平面沉降对称于桩间土中心线分布。当沉降较大时,随着到路堤顶面的竖向距离加大,填土变形范围越大。路堤上部变形较小的区域,水平向位移近似于对称分布,土体有从两边向中间聚集的趋势。桩间土沉降越小,水平向位移曲线变化越均匀。     

螺纹桩截面几何特性研究

为了便于螺纹桩在工程应用中的设计计算,文中基于螺纹桩截面内半径、螺牙间距、螺牙高度以及螺牙厚度4个控制变量,推导了螺纹桩截面面积、周长的计算公式,建立了螺纹桩截面惯性矩的计算方法,在工程应用的尺寸范围内,分析了4个控制变量对截面几何特性的影响规律,并将螺纹桩与圆桩进行了对比分析。结果表明,螺纹桩截面面积和周长随内半径、螺牙厚度和高度的增大而增大,随螺牙间距的增大而减小,面积增大比周长显著。其中,内半径对截面面积和周长的影响最为明显,当内半径由0.2 m变化到0.5 m时,面积增大了4.4倍,周长增大了1.3倍。螺纹桩与相同截面积圆桩的周长比为1.00~1.05,与相同截面周长圆桩的面积比为0.91~0.99。所以,相同桩长和相同混凝土用量时,螺纹桩的周长仅比圆桩大0~5%。螺纹桩截面存在关于截面对称轴的主惯性矩I_yc和垂直对称轴过形心的轴线的主惯性矩I_xc,且I_xc比I_yc高13%~72%。两主惯性矩随螺纹桩内半径指数增大,随螺牙厚度以相反趋势增大,随螺牙高度线性增大,随螺牙间距线性减小。相较于圆桩,主惯性矩I_yc较小,主惯性矩I_xc较大,但当螺牙厚度小于0.06 m时主惯性矩I_xc小于相同截面周长圆桩惯性矩。     

PCC桩与灌注桩的水平承载性能对比分析

利用大型有限元通用软件ABAQUS建立PCC桩水平承载特性有限元分析模型,并用足尺试验进行了对比分析,表明该模型是合理可行的.进而,对等截面的PCC桩与实心灌注桩的水平承载性能进行了详细的对比.结果表明,作为弹性长桩,PCC桩较实心灌注桩具有更好的抗水平荷载的能力;作为刚性短桩,等截面的PCC桩和实心灌注桩的水平承载性能差别不大.     

基于有效应力法的不排水条件下大直径管桩水平循环动力响应数值分析

基于有效应力原理和黏土边界面塑性本构模型,开发适用于ABAQUS/Explicit的VUMAT子程序。在此基础上,研究不同循环幅值与桩径对软黏土大直径单桩水平响应的影响。研究结果表明：本文所开发程序可有效模拟循环荷载下土体的孔压和位移累积特性与刚度退化行为;循环次数与桩泥线处的桩累积变形大致呈线性关系,受加载幅值比影响;卸载刚度退化与桩累积变形成幂函数关系,且桩径增加,退化趋于严重;对于大直径海洋单桩,桩底易出现超孔压累积,其累积量受循环幅值控制;桩径对超孔压累积量不敏感,但桩径增加后其影响区域显著增加。     

竖向管式格栅加筋碎石桩承载力计算方法

为了研究竖向管式格栅加筋碎石桩承载力的计算方法,根据其受力特性,提出可能发生破坏的3种模式:桩顶鼓出破坏、格栅套筒下方碎石桩鼓出破坏和桩端刺入破坏.基于Brauns的计算方法,给出了桩顶鼓出破坏模式的承载力计算公式,推导出了格栅套筒下方碎石桩鼓出破坏模式的单桩极限承载力的理论计算方法,给出了根据格栅抗拉强度来判断破坏模...     

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。