斜坡加固碎石土桩基水平承载力影响研究

斜坡桩基中碎石土性质不能满足设计要求时,需要进行加固处理。为了解加固后碎石土对斜坡桩基水平承载力的影响,进行了添加石膏改变胶结度的物理模拟试验,进一步增加了改变密实度的数值模拟研究。研究发现添加石膏和改变土体的密实度都可以有效的提高碎石土桩基的水平承载力;改变碎石土石膏含量和密实度分别可以使得斜坡桩基水平承载力提高1.13~2.06倍和1.32~1.86倍;得出了不同石膏含量和密实度碎石土地基的m值。     

斜坡桩基水平承载变形特性试验研究

利用自行研制的地基基础模型试验装置,通过埋置不同临坡距的模型桩,采用单桩水平加卸载试验方法,研究了临坡距对桩身变形及承载力的影响。研究成果表明:在水平推力较小时,每级荷载下的循环加卸载具有很好的重复性,说明桩身及其周围土体变形为弹性变形。在水平推力较大时,每级荷载下的单循环加卸载重复性较差,存在残余变形,说明桩身周围土体存在塑性变形;同时桩身应变随着临坡距的增加而减小。临坡距对斜坡输电塔桩基础的水平承载性能有较大影响,临坡距离较大时,水平临界荷载和极限承载力均较大;在桩径和桩长不变的情况下,通过加大临坡距离,可有效提高水平承载能力。     

湿陷性黄土地基大跨度桩基承载特性模型试验

城市车辆段上盖开发工程中的大跨度桩基具有单桩竖向承载较大、桩间大跨度范围内土体受荷较小的特点。以西安地铁某车辆段大跨度桩基为研究对象,制备人工湿陷性黄土作为相似材料,开展了湿陷性黄土地层大跨度桩基的室内模型试验,研究大跨度桩基在湿陷性黄土地层中的荷载传递机制与变形规律。结果表明：制备的人工湿陷性黄土与现场原状黄土性质接近,将其应用于模型试验时可以得到良好的效果;大跨度桩基在未浸水时,荷载沉降曲线为陡降型,桩身轴力在桩顶附近显著下降,未达到极限承载力时,桩顶沉降、桩端阻力线性增大;在黄土浸水湿陷后,桩身轴力沿埋深方向呈“D”字型分布,随着浸水时间的增加,桩顶沉降、桩端阻力先缓慢增加后显著增加,中性点位置不断向桩身下部移动。     

碎石土斜坡场地桩基m值影响因素分析

桩基m值的影响因素复杂,而碎石土斜坡场地桩基m值的影响因素较水平场地又有所不同。为研究碎石土斜坡场地m值的影响因素,在现场单桩水平静载试验的基础上,根据现场实际情况用数值分析软件进行模拟,建立可靠的数值试验模型,并应用灰色关联度法分析6个重要因素对碎石土斜坡场地m值影响程度。研究成果表明,6个影响因素对碎石土斜坡场地桩基m值影响各不相同,按其影响程度的大小排序为桩前坡度土体密度桩长嵌岩深度桩截面特性桩身材料。     

碎石改良膨胀土模型试验研究

针对广西南宁三塘地区膨胀土,开展了掺碎石改良膨胀土作为挡土墙填料试验研究.采用自制模型箱模拟刚性挡土墙,掺25％碎石的膨胀土作为填料,以体积含水率和侧向膨胀力为指标,观察挡土墙后不同改良条件下土体在注水后体积含水率和侧向膨胀力的变化情况,探讨体积含水率与侧向膨胀力之间的变化关系以及碎石改良膨胀土作为挡土墙填料的效果.试验结果表明:纯膨胀土的渗透性很差,在侧向受限及浸水的条件下会产生侧向膨胀力,侧向膨胀力的变化与体积含水率的变化呈正相关,但存在一定滞后性;掺碎石能显著提高膨胀土的渗透性,使得体积含水率和侧向膨胀力的变化速率加快;掺碎石膨胀土能较为有效地降低侧向膨胀力,建议采用膨胀土作为挡墙填料时掺入碎石进行改良,降低侧向膨胀力对挡墙的影响.     

基于透明土模型试验的斜坡加载土体破坏特征研究

为了研究斜坡条件下坡顶加载造成的土体破坏特征,利用透明土分别开展了坡顶单桩布置、坡顶排桩布置和坡中排桩布置的模型试验,并借助PIVview2C软件和Surfer软件对采集的图像进行处理和数据分析,结果表明:(1)当加载破坏时,不同位置处的破坏形式也不一样;坡顶单桩加载时,斜坡区域产生大变形,桩体承受的被动土压力最终向桩前方倾斜,单桩的挡土作用并不明显;(2)坡顶排桩加载时,排桩的挡土作用有了明显的提升,与坡顶单桩情况相比,在排桩的支护之下,桩体的存在抵挡了一部分土体位移,土体位移受到了很大的约束,大变形集中在桩后;(3)坡中排桩加载时,坡顶大量土体发生位移,土体被动土压力挤压桩体发生倾斜,坡中排桩的破坏形式更接近于坡脚剪切破坏.     

复杂荷载下斜坡上单桩水平承载特性研究

随着国家基础设施的不断完善,在实际工程中,建筑物桩基需要建立在倾斜的斜坡上,位于斜坡上的桩基的承载特性与平地上桩基的承载特性有明显的差别.利用自行研制的试验装置,采用粉土作为斜坡上的土体模型,进行了室内水平静载模型试验,得出斜坡上桩基在复杂荷载作用下的承载特性规律.运用ABAQUS有限元分析软件对斜坡上桩的承载特性进行数值模拟,计算结果与试验结果吻合较好,并进一步探讨了斜坡桩的桩承载因素的影响分析.研究结果表明:在水平推力较大时,桩顶位移随荷载呈现非线性变化,说明桩-土作用体系符合非线性模型规律;临坡距对桩身承载特性有一定的影响,斜坡上桩身距离坡顶越远,桩所受到的土体被动区土抗力越小,桩顶水平位移和桩身弯矩越小,在桩长和桩径不变的情况下,把桩设置在临近坡脚位置时可提高桩身的水平承载能力;增大桩周土体模量可以提高桩周土体对桩的嵌固作用,有效减小桩顶侧移和桩身最大弯矩.     

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。     

静载及循环荷载下砂土中复合桩基承载特性模型试验研究

随着桩基的广泛应用,对桩土间承载机理的研究越来越多.根据桩土间接触作用,采用大比例桩土模型进行了室内试验.为更好地仿真桩土间的摩阻效果,试验过程中对桩的材料进行了改进,并开发了一套竖向静载及循环加载系统和测试装置.通过对砂土中复合桩基进行竖向静载和循环加载试验,基于模型桩基的桩顶沉降、桩身轴力、桩侧摩阻力及桩底反力等数据的分析,发现桩基承载性能随加载次数增加而增强:桩顶沉降提高了29.6%,桩身轴力提高了40.4%,桩侧摩阻力下降,桩底反力提高了50%,且桩基极限承载力提高了25%,为继续研究服役期桩基不同加载条件下的桩-土作用提供了数据支撑.     

海洋高桩水平承载特性模型试验及有限元分析

开展了水平荷载作用下高桩基础的1 g条件下大比例模型试验研究。根据桩身变形和地基土抗力的测试结果,分析了桩基水平承载特性,研究了水平荷载作用下大直径桩基的桩土共同工作性状。采用PLAXIS 3D岩土有限元软件对高桩水平承载特性进行数值模拟。计算结果与试验结果符合较好,并进一步研究了高桩的水平承载特性的主要影响因素。结果表明:土体弹性模量、内摩擦角和黏聚力对土体水平承载力有较大影响。增大桩基的埋深和桩径可以提高桩基的水平承载力,但有极限性。     

振冲碎石桩在软土路基加固中的应用

对振冲碎石桩设计方法、施工工艺以及工程质量控制等进行了研究，并给出了振冲碎石桩在京珠高速公路软土路基加固中的应用实例。     

碎石桩内部的拱效应分析

基于颗粒介质堆中应力传递的试验研究，模拟碎石材料桩的压缩变形过程，分析了在轴向静力荷载作用下，碎石桩内部材料中的应力分布、位移形式、颗料介质微观变化对宏观力学响应的影响、桩周土对桩体材料的作用及桩体材料拱效应的影响范围，进而研究抑制拱效应、提高桩体承载力的问题．研究结果表明，利用微结构可以解释散体介质的许多特性，解释散体材料桩破坏的内在机理．     

边坡桩基受力特性的离心模型试验

鉴于采用常规试验方法对临空面的边坡桩基较难进行分析,利用基于相似理论的土工离心试验机,通过缩小原型尺寸的方式对其进行研究。在土工离心试验中,采用自制的加载系统分别对端承桩与摩擦桩这2种不同形式的桩基施加水平荷载和竖向荷载,给出边坡桩基受力性能的研究方法,并进行了受力机理分析。试验结果表明:边坡桩基受较小的水平荷载时,2种桩基形式受力性能相差不大;摩擦桩在承受竖向荷载时承载性能较差,对桩周土体扰动较大,不宜作为边坡桩基的形式。     

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...     

碎石桩-强夯联合法加固湖区填土地基

根据湖区填土的层次结构和工程特性,结合地基土中附加应力的分布规律,采用碎石桩-强夯联合法能起到较好的加固效果.该法先在填土层中设置好碎石桩体,利用挤密和排水固结的作用使其得到初步加固,然后对荷载影响深度范围内的复合土体进行低能强夯处理,迫使桩体碎石沿径向扩散,形成上部为密实的碎石二合土层、中部为扩径后高置换率复合地基、下部为整体夯密复合地基的三层结构.这种土层结构形式具有较高的强度和整体稳定性,能满足一般建筑物的浅埋扩展基础的要求.图1,表1,参8.     

水泥土搅拌桩复合地基承载特性现场试验

为探究水泥土搅拌桩及水泥土搅拌桩复合地基的承载性能,对青岛某厂区的6根水泥土搅拌桩单桩及2组3桩水泥土搅拌桩复合地基进行竖向抗压静载荷试验,并采用修正双曲线模型预测单桩和复合地基的极限承载力。试验结果表明:6根单桩及2组复合地基均未加载到破坏,其Q-s曲线均为缓变形,桩端持力层为全风化花岗岩的水泥土桩桩顶回弹量较大,弹性工作特征明显;桩端持力层为中砂层的水泥土桩桩身弹性工作特征不显著。经推算水泥土搅拌桩单桩承载力发挥系数为0. 88,符合《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79—2012)中水泥土桩承载力发挥系数的取值范围。经工程实例验证,修正双曲线函数能够精准预测水泥土单桩和复合地基的极限承载力,对于确定本试验中水泥土单桩和复合地基的极限承载力可信度较高。研究成果可为类似的复合地基的设计、施工与检测提供借鉴和参考。     

CFG桩复合地基承载力的试验研究

通过对该工程软弱土层进行复合地基处理后的静荷载试验结果,分析了ＣＦＧ桩复合地基的承载力性状,并对单桩、桩土复合、桩间土等不同的复合地基试验结果进行了分析对比,这些试验结果和分析结论对指导安徽省长江和淮河中下游地区软弱土地基处理与加固具有一定的参考价值     

深厚软土地基桩筏基础筏板厚度承载特性试验

为了获取内陆深厚软土地区桩筏基础复合地基承载特性,通过几何相似比为1∶10的物理模型试验研究和数值模拟,在试验中对基础的沉降、土压力、筏板内力及桩顶反力等数据进行采集,研究了不同工况下内陆深厚软土地基桩筏基础不同筏板厚度的承载变形特征.结果表明:桩筏基础的沉降分为3个阶段:线性阶段、非线性阶段和破坏阶段;加大筏板厚度对于筏板相对刚度具有较大影响,筏板相对刚度处于刚性状态时加大筏板厚度能有效降低总体沉降,并减少差异沉降;加大筏板厚度后,筏板和板下土体更多地承担了荷载;板下地基反力呈现四周大、中心小的趋势.