群桩-承台体系动力阻抗的近似计算方法

采用数值方法对群桩-承台体系的动力阻抗进行了分析.根据两个不同规模的群桩-承台体系的动力阻抗计算结果,发现在结构抗震所重点关注的低频段,群桩-土体-承台的动力相互作用与频率的相关性较小,因此可采用群桩-承台的静力相互作用关系代替其动力相互作用关系计算群桩-承台体系的动力阻抗.文中通过若干算例近似得到了群桩-承台的静力相互作用关系,并给出了利用群桩和承台的动力阻抗计算群桩-承台体系水平、摇摆和水平-摇摆耦合动力阻抗的简化计算公式.     

复合桩基梁式承台受力性状模型试验

通过梁式承台系列的复合桩基室内模型试验,研究了极限荷载下不同桩距的桩-承台-地基土的受力性状.试验结果表明:承台梁在墙下条形荷载作用下,地基反力分布呈马鞍形;随桩间距的增大,桩对承台梁的支承作用逐渐增强,承台梁由整体受弯过渡到局部受弯,在梁式承台下桩的支承性质为弹性支座.建议在承台梁内力计算中,应结合上部荷载形式和地基反力的分布,考虑桩距对承台梁内力的影响,及桩间距增大对桩支承作用的增强效应.     

考虑土体固结的单桩-土-承台非线性共同作用程序实现

提出了基于有限层理论的考虑土体固结的单桩-土-承台非线性共同作用分析方法。在此基础上，介绍了相应的计算程序CPRI的实现过程，给出了主程序计算框图和桩土承台支撑体系计算子程序框图。通过程序PRI检验和算例分析，验证了程序的正确性。程序CPRI可以模拟不同时刻单桩-土-承台支撑体系的竖向位移、孔压、桩顶反力和土体反力变化的情况。     

弹塑性地基条件下群桩-土-承台的共同作用研究

采用自编弹塑性有限元程序,在弹塑性地基条件下对群桩-土-承台的共同作用做了数值模拟,对土的分担比、底板沉降、基底反力做了深入分析,得出了有价值的结论,对桩基设计具有较大的指导意义.     

群桩竖向荷载-沉降特性影响因素的数值分析

在采用三维数值模拟法对一群桩试验模型进行分析对比基础上,建立了与实际工程中相近的低承台群桩模型,用数值模拟手段揭示了在上部荷载作用下群桩的荷载-沉降特性,并对群桩基础荷载-沉降曲线的影响因素分别进行了分析与探讨.结果表明:桩长(长细比)、桩距(距径比)、桩土剪切弹簧刚度、桩端土刚度、承台刚度及其设置方式对群桩荷载-沉降曲线影响较大,而桩身刚度的影响不明显.     

桩嵌入承台深度对桩水平承载力影响的室内模型试验

水平荷载作用下,桩与承台节点处往往承担较大的弯矩作用。本文基于室内带承台单桩模型试验,对桩顶嵌入承台不同深度的单桩-承台体系进行水平拟静力研究,并考虑了桩周土对桩体的约束作用。通过测试不同嵌固深度条件下桩身弯矩、桩顶位移随加载位移的变化,得出桩顶嵌入承台的深度对单桩-承台体系的水平受力性能具有明显的影响,嵌入深度大,有利于单桩水平承载力的提高。     

群桩-土-承台共同作用分析方法

将承台与群桩分开考虑，通过相互作用影响系数计算群桩沉降，根据位移协调和力的平衡条件，将群桩的刚度矩阵和承台—土体系的刚度矩阵进行耦合．得到群桩-土-承台结构共同工作平衡方程，通过数值法求解承台的内力。     

桩-承台铰接的高承台桩位移及内力分布解析解

建立了桩-承台铰链连接的高承台桩基础力学模型;分析了并列出模型的边界条件和连续性条件,对力学模型进行求解得到问题的解析解答;结合工程算例,对该解答进行工程应用验证,对高承台桩在水平荷载作用下的水平位移和基于上述解答桩体内力分布计算结果进行分析。     

承台厚度对群桩基础差异沉降的影响分析

从减少承台基础的差异沉降观点出发,完成群桩系统计算模型的基础上,建立群桩-承台体系共同作用的线性和非线性数值分析方法,将中厚度板理论应用于承台基础的分析中,找出承台厚度的变化对减少基础差异沉降的影响,得到了最佳承台厚度的估算公式。对传统的桩-土体系分析中的有关参数在基础差异沉降中所起的作用做了进一步的分析,得到一些有意义的结果。     

采动影响区桩身-承台协同作用数值模拟研究

为探究桩基在煤矿采动影响下的水平响应,建立了模拟计算下部开采影响上部桩基-承台的整体模型。采用该模型计算了工作面推进距离不同的3种工况,分析了桩顶-承台连接状态、承台形式对桩身水平位移及弯矩的影响。研究表明：桩基与工作面距离越近,桩身位移越大,桩身弯矩也越大;增大承台尺寸可有效降低桩顶位移;桩顶-承台分别固接和铰接对桩顶位移影响较小,主要区别在于固接桩顶产生较大抵抗弯矩,同时桩身最大正弯矩发生深度相比桩顶铰接时有所下移。     

地基板与地基相互作用的非线性力学响应分析

利用有限元分析软件ANSYS,建立了地基板—地基土相互作用体系的三维有限元模型,比较真实的模拟了地基板与地基相互作用状态.在板边受集中荷载作用下,分析了地基土的材料非线性、地基板—地基土之间的状态非线性、地基板的长宽比以及厚度等因素,对地基板非线性响应的影响.最后,通过与实验数据的比较,结果表明,该模型可以比较真实地反映地基板—地基土相互作用的非线性响应状态.     

考虑渗流应力耦合作用的深基坑开挖变形研究

基于土体渗流应力耦合效应及本构理论,针对某场地地下水埋深较浅、粉质黏土和粘土分布较厚的深基坑工程建立了相应开挖支护三维有限元模型.通过室内试验测定了基坑土体的修正剑桥本构关系参数并将修正剑桥本构关系应用于基坑开挖支护的数值模拟分析中.分别研究了基坑开挖过程中有无渗流-应力耦合效应的基坑整体变形、支护结构位移、坑外地表沉降及坑底回弹情况.研究结果表明:1含水粉质黏土和粘土采用修正剑桥本构关系较合适;2考虑渗流应力耦合作用时基坑支护结构水平位移、坑外地表沉降及坑底回弹量分别是未考虑渗流应力耦合作用时的0.57倍、0.07倍、0.59倍,基坑开挖变形应充分考虑渗流应力耦合作用;3坑底超前降水能显著减小坑底隆起.     

层合圆板与弹性地基相互作用分析

用半解析元法分析了轴对称横观各向同性层合圆厚板与弹性地基的相互作用，提出了一种新的半解析位移函数。采用在水平方向解析，在竖向进行离散化的方法，使动力相互作用问题化为一维数值计算问题，大大减少了计算工作量。数值计算结果表明：考虑相互作用后，层合圆板自振周期大于不考虑相互作用时的自振周期；在结构和地基动力相互作用分析中，地基的计算厚度可取为地基深度与基础的半径之比大于10，地基的计算面积可取在地基计算面积与基础面积之比大于30。     

基于无限元和波场分离法的地震响应数值分析

用无限元模拟远场地基,有限元模拟近场区域,并在有限元和无限元接触处施加等效荷载以输入地震作用,从而求解半无限地基的地震响应.通过算例对边界和地震输入方式进行验证,研究剪切波作用下,重力和土与结构相互作用对场地地震响应的影响.结果表明:基于无限元和波场分离法的地震输入,能够有效仿真波动在半无限地基中的传播过程;重力对水平地震运动无影响;土与结构相互作用效应使短周期段加速度反应谱值降低,而长周期段加速度反应谱值增加;土与结构相互作用对岩石地基水平位移无影响,但使结构底部地基的最大主应力和最小主应力幅值增大.     

高层建筑箱形基础倾斜的综合分析

依据分层地基上相邻刚性基础共同作用的迭代计算方法,提出了一种对箱形基础平均沉降、整体倾斜和地基反力进行综合分析的方法,综合考虑荷载偏心、与邻近基础共同作用、基础埋深以及建筑物荷载重心高度对箱形基础倾斜的影响,并对曾作过细致原位观测的某工程三个相邻箱形基础进行了计算分析,计算结果与已有的实测结果比较吻合．     

高层结构与岩溶洞穴地基基础共同作用分析

岩溶地基是一种复杂地基,在岩溶地基上建设高层建筑需要较准确的分析以提供设计依据．高层建筑与地基基础共同作用的分析方法能比较准确反应结构及地基的受力,而有限元法能有效地进行共同作用分析．为此,利用大型有限元软件ANSYS对岩溶地区的高层建筑进行共同作用分析,并与不考虑共同作用的常规分析方法进行对比,并探讨了共同作用对上部结构、地基及基础的影响．研究结果表明：对于岩溶地基而言,共同作用对柱产生的次应力较小,但个别角柱次应力较大;剪力墙的次应力较大,而且其布置方式对共同作用有较大影响,此应力随楼层增加衰减很快;对于岩溶地基而言,筏板基础是比较适合的基础形式,在共同作用中起很大作用．     

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．     

框架结构-筏板基础-地基的共同作用数值分析

通过建立框架结构、筏板基础和地基的共同作用模型,进行了模拟施工过程的计算分析,得出了筏板基础沉降、筏板内力的变化规律;在考虑共同作用与不考虑共同作用两种情况下,分析了框架柱、梁内力.进行框架结构、筏板基础的研究,完善框架结构、筏板基础内力分析方法,对于降低工程造价,具有非常重要的现实意义,希望获得一些可供实际工程设计参考和借鉴的结论.     

地基动力阻抗的双自由度集总参数模型

在土－结构动力相互作用分析中，下覆地基对基础与结构的阻抗函数通常强烈地依赖于外加激振频率。当结构为线性时，耦联体系的动力分析可采用子结构法在频域上有效地实施。但对于非线性结构，在时域上要用与频率有关的动力阻抗进行相互作用分析就变得十分困难与复杂。而单靠采用某一频率下动力阻抗函数固定值的单自由度集总参数模型不能充分地包含所有频率成分而难以反映实际性态。     

上海广播电视塔桩基承台水平地震反应分析

分析了在桩尖处地震动输入下上海广播电视塔－群桩－土相互作用体系的桩承台水平地震反应问题。对群桩－地基土相互作用分析，采用了较为简便而实用的三维波动方程解的半解析方法的结果。在分析桩－土－承台体系的动力特性时，将承台以上的结构简化成一个动力等效的单自由度体系。最后给出了承台水平地震反应的时程曲线，作为上部结构地震反应分析时的有效地震输入。