砼芯水泥土搅拌桩单桩的有限元分析

用ANSYS7．0有限元分析软件对由水泥土和混凝土两种材料组成的新型复合桩-砼芯水泥土搅拌桩单桩进行了分析．重点分析了该桩在竖向荷载作用下桩身内外芯和桩土各部分间的分配,荷载沿深度的传递和向外扩散等,并通过就不同的水泥土和桩周土体的弹性模量、芯桩的长度、芯桩的直径等诸因素对地基沉降的规律进行了研究．     

刚性基础下砼芯水泥土桩复合地基沉降计算

为了计算复合地基沉降并研究其相关影响因素,首先,考虑界面相对位移对界面侧摩阻力的影响,获得理想弹塑性荷载传递函数;然后,根据荷载传递法的基本原理,建立砼芯、水泥土桩和桩周土三者各自的平衡微分方程,得到三者相应的应力位移表达式;最后,通过与数值模拟对比验证了该方法的可靠性,分析了上部荷载、含芯率、面积置换率、桩周土和下卧层压缩模量对复合地基沉降量的影响。研究结果表明:刚性基础下砼芯水泥土桩复合地基中砼芯承担了较大部分的上部荷载,水泥土桩次之,桩周土的荷载分担比最小;随着荷载增大,砼芯的荷载分担比逐渐减小,桩周土和水泥土桩的荷载分担比逐渐增加,荷载由砼芯向外逐步传递到水泥土桩与桩周土;随着上部荷载减小,含芯率、面积置换率、桩周土和下卧层压缩模量增加,复合地基沉降量逐步减小,其中含芯率的影响相对较小;除下卧层压缩模量外,各影响因素对桩周土压缩量的影响程度显著大于下卧层土体压缩量的影响程度。     

加芯水泥土搅拌桩竖向承载特性及单桩极限承载力预测

加芯水泥土搅拌桩具有承载力高、造价低、施工便捷等特点。为其工程设计、施工及检测提供有效的科学理论依据,推进其发展应用,利用现场载荷试验、MIDAS数值模拟研究其单桩竖向承载特性,讨论了不同芯长比、含芯率、弹性模量内芯桩对其竖向承载特性的影响,并基于Weibull模型对其极限承载力进行了预测。结果表明:①承载力随芯长比增大而增大最后趋稳定,综合分析得最佳芯长比约为0.722;②总体上含芯率越大其承载力越大最终趋稳定,综合分析得最佳含芯率约0.204;③内芯桩弹性模量对其承载力影响很小,即内芯桩采用C15或C20混凝土就能满足要求;④基于Weibull模型预测加芯水泥土搅拌桩极限承载力整体效果较好,证明了其科学性和高效性,能够给工程实际提供有效参考。     

砼芯橡胶水泥土桩复合地基的有限元分析

为了解决砼芯水泥土桩外芯桩的脆性问题,将橡胶粉掺入外芯桩中,得到砼芯橡胶水泥土(RCS)桩;利用ABAQUS软件建立模型,研究不同桩身材料、芯桩长度比、芯桩面积比、橡胶粉掺入量等对砼芯RCS桩复合地基承载性能的影响。结果表明:随着芯桩长度比、芯桩面积比的增大,砼芯水泥土桩的承载性能逐渐提升,但提升幅度在两者各达到一定的比例后不再明显;水泥土外芯桩中橡胶粉掺量的增加虽然会导致砼芯RCS桩承载能力的降低和变形能力的提高,但是也能增大桩间土和内芯桩的荷载承担比例;砼芯RCS桩存在最优芯桩长度比和芯桩面积比组合,并且合理的橡胶粉掺入量能够最大限度地发挥砼芯RCS桩复合地基的承载能力。     

堆载加芯搅拌桩复合地基荷载传递与变形特性

加芯水泥土搅拌桩常被用于软土路基加固,为研究堆载作用下加芯水泥土搅拌桩复合地基的荷载传递规律、变形特性以及芯长比对其影响,结合实际工程案例进行现场基底沉降、地基深层水平位移、分层沉降、内芯桩竖向应力监测,构建不同芯长比三维有限元复合地基数值模型进行验证、对比分析,研究结果表明：①在堆载作用下,软土路基加固区存在中性点,在中性点上下,钢筋砼内芯桩与水泥土外壳桩荷载传递方式有所不同,钢筋砼内芯桩主要承担上部竖向应力,而水泥土外壳桩由传递剪切应力转换为承担上部竖向应力;②增加芯长比可以增加桩体的有效桩长,增长水泥土外壳桩承担传递剪应力功能的长度,减少作用在桩土界面的负摩阻力大小,有利于控制沉降;③增加芯长比能有效减少基底桩顶以及桩间土的沉降量,减少桩间土的竖向应力分担。     

砼芯水泥土搅拌桩应力比的研究

文章研究刚性基础下砼芯水泥土搅拌桩,外芯-内芯-桩周土应力比的计算。从外芯,内芯与桩周土的荷载-沉降曲线出发,采用荷载-沉降的双曲线模型,给出了砼芯水泥土搅拌桩外芯-内芯-桩周土应力比的解析解。并分析应力比随荷载的变化规律。最后通过实例计算,结果表明,所得的解析解与实测应力比值基本吻合。     

劲芯水泥土桩复合地基承载路堤失稳破坏模型试验

劲芯水泥土桩可有效提高软土地基承载力,减小地基沉降和提高边坡稳定性。目前对于劲芯水泥土桩的研究主要集中在其承受竖向荷载条件下的工程特性上,对于路堤荷载下桩体失稳破坏模式与计算方法的认识尚不全面。开展1g重力场模型试验,对比研究了路堤荷载下天然地基、水泥土桩复合地基、劲芯水泥土桩复合地基路基变形、桩土应力、桩体应变、桩体破坏形态及路堤失稳模式,并评价了现有刚性桩复合地基稳定性计算方法对于劲芯水泥土桩复合地基承载路堤稳定性分析的适用性。结果表明：相较于水泥土桩,劲芯水泥土桩能有效约束地基土变形,路面沉降约为水泥土桩复合地基的61%～71%,坡外隆起约为12%～46%,进而显著提高路堤的稳定性。在路堤荷载下,劲芯水泥土桩表现出渐进式失稳破坏特征,桩体可发生纯压破坏、压弯破坏和弯曲破坏,且与桩体刚度和相对于路堤位置有关,桩体断裂位置与滑动面位置并未重合。等效抗剪强度法对于劲芯水泥土桩承载路堤稳定性分析具有一定的适用性和应用价值。     

填芯SC管桩抗震性能参数分析

运用有限元分析软件ABAQUS对填芯SC管桩进行抗震性能有限元分析,考虑混凝土壁厚、钢管强度以及填芯材料3个因素对填芯SC桩抗震性能的影响.对比分析试件的滞回曲线和骨架曲线可以得出,随着钢管壁厚的增大,填芯SC桩的抗震承载力和耗能能力明显增大,而混凝土的壁厚、填芯材料对填芯SC桩抗震承载力的影响较小.     

短芯PHC管桩水泥土根植桩竖向承载力数值模拟

为研究短芯预应力高强度混凝土(PHC)管桩水泥土根植桩的竖向荷载传递规律,结合现场案例展开数值模拟;分析各级荷载下管桩及水泥土桩身应力与侧壁摩阻力分布特征,研究根植桩的受荷规律和承载力影响因素.数值模拟结果表明:在管桩长度范围内,水泥土对管桩侧阻力的发挥做出了贡献,在管桩桩端处,荷载由管桩向水泥土传递,使得此处水泥土应力应变急剧增加;管桩桩端附近水泥土的侧向变形突增,增加了管桩-水泥土界面的摩擦强度,明显提高了管桩的侧摩阻力;管桩桩端附近水泥土塑性变形集中,是根植桩的一个薄弱环节.此外,水泥土粘聚力的增加能较为显著提高根植桩承载力,但水泥土的弹性模量及摩擦角对根植桩承载性能影响小.为充分发挥根植桩承载力,在进行设计时,宜使水泥土的粘聚力为250 kPa、摩擦角为40°、弹性模量为400 MPa.     

同芯长异芯径刚性芯复合桩承载特性研究

本文通过现场模型试验,阐述了夯实水泥土桩同芯长异芯径刚性芯复合桩的成桩工艺和受力特性,并对其特性进行了分析。     

混凝土芯水泥土搅拌桩支护结构的应用

混凝土芯水泥土搅拌桩支护结构是在水泥土搅拌桩墙中插入预制钢筋混凝土桩,由前后排的预制钢筋混凝土桩和水泥土搅拌桩墙组合而成的п型结构.以预制钢筋混凝土桩作为受力核心,利用大直径廉价水泥土桩的凝结力和大表面积来提供摩阻力,并利用预制钢筋混凝土桩芯的低压缩性、高强度的特点来承担荷载,其内外芯的分工尽可能地发挥了桩身材料的强度,大大改善了水泥土重力式挡墙抗压不抗拉的受力特点,同时具有承力与防渗两种功能的复合支护结构.施工方法简单,速度快,对环境污染小,受力合理,有很好的截面效能.前后预制钢筋混凝土排桩由压顶圈梁和拉梁连接成整体,在不加撑锚条件下可以支护较深的基坑,是一种新的支护结构形式,经济效益显著.通过在南京某高层公寓深基坑支护中的应用,并对其桩身应力、支护结构的侧向位移的实测研究,获得了混凝土芯水泥土搅拌桩支护结构在软土地区受力和变形的基本特征.     

砼芯水泥土搅拌桩加固地基施工技术探析

在高等级道路建设中，为最大限度的降低新建道路的不均匀沉降，安全、快速和经济地加固道路地基是成功的关键，砼芯水泥土搅拌桩加固地基施工技术是道路加固的有效方法。     

混凝土芯水泥土搅拌桩群桩复合地基承载特性分析

为了探讨混凝土芯水泥土搅拌桩群桩基础在软土地基中的受力特征,以及褥垫层的移动趋势,进行混凝土芯水泥土搅拌桩群桩复合地基加固软土地基的室内模型试验。通过监测分级荷载作用下复合地基的沉降和桩顶、桩底以及桩间土不同位置的应力分布的变化来探讨复合地基承载特性。对桩顶平面处A桩周围土层表面埋设标志物,分析了褥垫层材料的移动态势和桩间土体的沉降量的规律。试验结果表明:复合地基在上部荷载作用下,加载初期是由桩来承担大部分上部荷载;由于褥垫层的调节作用,桩顶面处的桩土应力比逐渐增大,达到峰值后比值有所减小直到趋于稳定。混凝土芯水泥土搅拌桩群桩复合地基在上部荷载作用下的沉降曲线(P-S曲线)为缓变型;褥垫层向群桩所围成几何图形的中心移动,桩周土的水平位移和竖向沉降都以桩为中心呈现由近及远不断减少的趋势。研究结果为工程实践提供了有益的参考。     

柔性基础下等芯型水泥土复合桩荷载传递特性分析

为探讨柔性基础下等芯型水泥土复合桩的荷载传递规律,首先深入分析了它在竖向荷载作用时的受力变形模式,并基于试验研究成果,引入双指数函数型荷载传递模型刻画芯桩-水泥土界面的剪切软化过程,同时引入理想弹塑性荷载传递模型描述水泥土-土界面的剪切变形特性;然后将桩划分为若干个单元体,基于荷载传递法,建立了芯桩、水泥土桩、桩周土之间的荷载传递分析模型,导出了各部分单元体应力与变形计算递推公式;再采用迭代计算法,构建了芯桩、水泥土桩和桩周土的轴力、侧摩阻力以及界面相对位移的计算流程,从而提出了一种柔性基础下等芯型水泥土复合桩的荷载传递规律分析计算方法;最后,通过与现场试验结果和工程案例进行对比分析,验证了本文方法的可靠性,同时基于计算结果分析得到了柔性基础下等芯型水泥土复合桩的侧摩阻力和轴力分布规律. 研究成果可为柔性基础下等芯型水泥土复合桩的工程设计提供参考.     

劲性搅拌桩承载力的主要影响因素分析和计算公式探讨

对劲性搅拌桩承载力影响因素进行了分析. 根据试验和有限元分析结果得出了劲性搅拌桩的最优含芯率和最佳芯桩长度比,在此基础上对目前单桩承载力计算公式提出了几点建议.     

不同施工工艺水泥土搅拌桩的试验研究

通过对采用不同施工工艺生产的水泥土搅拌桩的芯样抗压强度、复合地基承载力特征值和单桩竖向承载力特征值的对比分析，得出了相同地质条件下，施工工艺对水泥土搅拌桩工程性状影响较大，并证明采用改进后的六叶片搅拌头、二喷六搅工艺施工的水泥土搅拌桩成桩质量好。     

浅析高速公路砼芯砂桩软基处理

砼芯砂桩处理深厚软基国内外尚属首例，正确解决常见问题有利于工艺改进提高经济效益。砼芯砂桩是以混凝土桩为中心，砂为外壳井密实的将混凝土桩包围起来，使用振动沉管机在土层中形成以混凝土桩为芯的砂桩。施工过程中会经常发生沉管无法进深，带桩、灌砂不密实，场地积水等现象，但是只要施工前进行充分的质量控制准备，施工过程中采用合理的施工方法，施工后适当的处理，即可以避免上述问题的发生。     

混凝土芯水泥土搅拌桩在基坑支护中的应用

介绍了一种新型的桩形———混凝土芯水泥搅拌桩支护基坑的方法.以南京大学港龙园高层公寓为例,根据其基坑支护影响范围内土层情况,采用门型混凝土芯水泥土搅拌桩进行深基坑支护,给出了门型混凝土芯水泥土搅拌桩的主动土压力、被动土压力、支撑轴力、弯矩以及支护桩长的计算方法,为以后的基坑支护应用提供设计方法.     

CFG桩与水泥土桩联合加固地基技术研究

分析CFG桩和水泥土桩联合加固地基的承载力和复合模量.结果表明,在复合模量一定的情况下,提高CFG桩同时降低水泥土桩的置换率,承载力将提高;在承载力一定的情况下,提高水泥土桩的置换率同时降低CFG桩的置换率,加固后地基的复合模量减低.认为在实际工程中,可通过合理设置两种桩的置换率,使地基承载力与相应的地基反力相协调,调节地基的复合模量以有效减小不均匀沉降,达到优化设计的要求.     

不同间距设置芯柱-纤维石膏速成板组合墙体抗震性能有限元分析

在对不同间距设置芯柱-纤维石膏速成板组合墙体试验研究的基础上,利用ADINA有限元软件建立不同间距灌芯形式组合墙体的三维有限元模型,结合试验结果验证有限元计算模型的合理性,分析组合墙体的变形破坏特征和抗震性能.通过对组合墙体的数值模拟计算,讨论混凝土灌芯情况和墙体高宽比对组合墙体承载力的影响,结果表明:增加钢筋混凝土芯柱的数目可以有效加强组合墙体的抗侧承载力,组合墙体的破坏模式由弯剪破坏向剪切破坏转变;随着高宽比的增大,组合墙体的开裂荷载和极限承载力降低.