基于抗滑桩内力计算“m”法的有限差分法

传统的弹性地基系数"m”法在计算抗滑桩或其他横向受荷桩内力时,由于需查表手算,不但计算过程繁琐,容易出错,而且受查用表格中各系数误差的影响,常使计算结果出现不同程度的误差.为此,作者基于"m”法的原理,提出了进行抗滑桩全桩内力计算的有限差分法.同时,编写了该法计算和图形处理程序,与传统方法进行了验证和对比.实例计算结果表明只要等量差分段取得足够小,虽然所耗机时稍长,但可获得高精度数值解,其精度高于采用传统手算法所得解的精度,而且程序图形处理结果可优化抗滑桩的结构设计;该方法也可用来分析其他横向受荷桩,如桥梁桩基、海洋石油钻井平台桩基等的内力.     

深基坑悬臂式挡土桩的设计及计算

结合实际工程介绍用悬臂式挡土桩作深基坑支护的方法,用"m"法对挡土桩的位移、内力和配筋计算得到了满意的结果。     

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.     

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     

m 法求解桩身内力与变形的幂级数解

针对桩在桩端弯矩和水平力共同作用下桩土共同工作时，用ｍ法求解无法得出解析解，而用有限元法和差分法给出的解不尽人意的具体问题，用幂级数法求解了ｍ法的微分方程，推出了桩的内力及变形的具体计算式，并编制了计算程序．     

桩内力的实用计算

目前桩基础的应用越来越普遍，量采用的桩基内力的计算过程比较繁杂。本文针对该状况，按桩的实际刚度采用差分法详细分析了桩的内力随桩入土深度变化的规律，为理于工程计算给出了相应的计算图表，并进行了工程实例验算，可供工程设计时快速查算。     

围桩平面布置及其内力分布的数值分析

采用三维有限差分软件FLAC3D分析新型围桩-土耦合式抗滑结构,建立该新型抗滑结构的计算模型.通过分析不同围桩平面布置下的桩-土位移,确定围桩的合理平面布置,即6根围桩,呈正六边形布置(前、后两条边均垂直于滑坡推力方向),围桩中心距s=5d.在此平面布置下,分析并得出抗滑结构中各围桩的内力分布规律,即各围桩弯矩、剪力分布一致,中间和后排围桩受拉,前排围桩受压.     

考虑位移影响的支护桩内力计算有限差分法

传统的深基坑支护计算方法比较繁琐,而假定的土压力与内力计算结果在许多情况下与实际情况不太吻合.本文将基于有限差分法,根据支护桩位移与土压力的关系,编制了一个迭代的计算程序模拟开挖的土压力变化,进而计算出基坑支护桩每一个点的内力与位移,提高了有限差分法的计算精度,方便进行设计优化和施工监测.     

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.     

考虑桩土效应的微型桩组合抗滑结构计算方法

针对当基于平面刚架假设对微型桩组合抗滑结构进行计算时,前排桩体的变形及内力计算结果与实际差别较大的情况,考虑桩间土体对推力的传递效果,对微型桩组合抗滑结构的变形及内力计算公式进行推导.首先采用积分法计算出后排桩的桩身挠度,然后借助考虑位移的朗肯土压力计算方法计算出后桩前部的土反力,再根据Boussinesq假设计算出前排桩身所承受的附加推力,最后采用差分法对附加推力引起的前桩的变形和内力进行计算,并与采用平面刚架假设计算出的结果叠加.结合工程实例对所采用的方法进行检验,并将计算结果与有限元计算结果进行对比,结果表明:桩身挠度差值仅为2.3mm,弯矩值基本相同,验证了计算方法的准确性.     

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.     

土质边坡抗滑桩机理分析

根据土体中抗滑桩的受力特性，利用Winkler模型和欧拉--伯努利理论，推导出了对抗滑桩的挠度表达式，并整理成“三次曲线”函数式．根据理论分析结合位于山东省泰安市境内的205国道高峪铺公铁立交桥边坡加固工程，利用计算机数值模拟技术，对稳定状态下抗滑桩整个桩体的轴向力和横向位移的变化情况进行了讨论，对桩体不同位置单元的抗滑力矩和承受的剪应力随时间的变化规律进行了模拟研究．     

桩、土、刚性承台相互作用下桩基内力计算新方法

针对港口工程中广泛使用的桩基础在波浪力及荷载作用下与高桩刚性承台和土共同工作的问题,提出较为有效、合理的计算方法.首先以杆系有限元方法为基础,将承台模拟成一根竖直刚性梁,将桩基模拟成线弹性梁,以承台与桩基相连的节点作为主节点,桩基与承台相连的节点为从节点,推导出了刚性承台和桩基的单元刚度方程;其次,桩基与土的相互作用按弹性桩的线性地基反力假设法中的m法计算,推导出了桩土相互作用下桩基单元刚度方程;最后,将波浪力等效成相应桩基单元上的节点荷载,并编写相应的有限元程序(FEPPRC).算例表明:所提出的在波浪力及其他荷载共同作用下考虑桩土相互作用的刚性承台桩基内力计算新方法是可靠的.     

考虑相对滑移钢-混凝土结合梁内力分析

钢-混凝土结合梁在荷载作用下,混凝土板和钢梁之间将产生相对滑移,导致结构内力的重分配,需考虑相对滑移的影响.采用伽辽金法计算结合梁考虑相对滑移的静力响应,采用正交函数作为位移函数,通过推导出形常数与载常数的计算公式,最后用渐近法计算分析并比较连续结合梁的内力.结果表明:计算简单精度较高.     

五跨弹性支承连续深受弯梁的内力计算

给出界限刚度系数ξｂ和相对柔度系数η的概念,并通过有限元计算给出了ξｂ的数值。当连续梁的Ｋ／（Ｅｂ）≥ξｂ时,可按铰支连续梁计算;当连续梁的Ｋ／（Ｅｂ）〈ξｂ时,应按弹性支承连续梁计算。当相同跨数的弹性支承连续梁的相对柔度系数η相等时,其支座反力相同。编制弹性支承连续梁的内力计算表格只需跨数和相对柔度系数两个参数。     

水泥搅拌桩重力式挡墙墙顶水平位移影响因素分析

分别采用弹性地基"m"法和快速拉格朗日有限差分法,分析了基坑边坡水泥搅拌桩重力式挡墙墙宽及其嵌固深度对挡墙墙顶水平位移的影响,同时,与某工程实测数据进行了对比.结果表明,采用这两种方法估算水泥搅拌桩重力式挡墙墙顶水平位移都是可行的.     

植入圆钢组合式嵌岩锚索抗滑桩的内力分析

针对一般锚索抗滑桩存在施工难度大、施工风险高等问题,提出"植入圆钢组合式嵌岩锚索抗滑桩",即采用"灌注桩桩身+多根圆钢+冠梁+锚索"的组合形式。用"多根圆钢+灰岩"共同体代替灌注桩的嵌岩段,既能满足桩的嵌固、抗剪等要求,又能降低施工难度。介绍了该结构形式,并对其进行内力分析。该结构的受荷段为预应力锚索混凝土灌注桩,采用静力平衡方程计算;锚固段为多根圆钢桩,采用地基系数法分析。此外,还进行了算例计算,论证其合理性,并将该结构在实际工程实践中得以成功运用,目前专利已授权。