格栅碎石桩加固软基的机理及计算方法

格栅碎石桩是碎石桩应用于软土地基加固的特殊形式．为了保证软土地基中碎石桩的承载力,对格栅的强度应有一定的要求,即格栅受到的环向拉力不能达到或超过其抗拉强度极限值,否则会导致格栅失效,影响加固效果．基于弹性力学的基本假定通过受力分析提出了计算碎石桩中应力及格栅环向拉力的简化算法,采用有限元模拟法与简化算法分别对算例进行分析,阐述了两种算法所得结果的异同点,验证了简化计算法的可行性,进而分析了各种因素对碎石桩及格栅中应力的影响．研究表明基础刚度对碎石桩及格栅中应力的分布有较大影响;格栅的存在对于提高碎石桩的承栽力效果显著;当上部荷载增大时格栅受到的环向拉力有可能达到其极限抗拉强度．     

土工格栅钢筋笼碎石桩软基加固机理研究及应用实例分析

考虑碎石桩在软基中的受力变形特性,探讨了土工格栅钢筋笼碎石桩复合地基承载力及其软基加固机理,结合工程实例,分析了该加固处理方法在高速公路路基工程中的应用。     

顶部加箍碎石桩复合地基沉降计算方法

针对工程实践中出现的顶部加箍碎石桩复合地基形式,分析了其破坏模式,探讨其沉降变形量计算方法。依据顶部加箍碎石桩的变形特性,将复合地基划分成加箍区、鼓胀区、非鼓胀区以及下卧层4个分区,建立了沉降计算模型。基于弹性力学中空间问题的胡克定律,考虑土工格栅的抗拉强度的影响,分析得到了加箍区沉降量;考虑桩体变形前后体积不变,推导出鼓胀段和非鼓胀段沉降计算公式;采用分层总和法计算下卧层沉降量。通过对比分析发现,采用上述方法计算得出的结果与实测及有限元计算方法得到的结果值都比较接近,符合实际工程要求。     

基于离散-连续耦合的加筋包裹碎石桩承载机理分析

为了分析土工格栅包裹碎石桩的颗粒散体受力特性及桩体变形机理,基于室内试验结果建立离散-连续耦合模型,分析应力在桩体中的传递规律、径向应力系数的相关影响因素、桩体和土工格栅中力链的发展规律以及加筋碎石桩的破坏模式。结果表明：碎石桩的径向应力系数(被动土压力系数)并非定值,桩体破坏时径向应力系数较加载初期最大下降44.8%;径向应力系数变化的根本原因是碎石桩骨架受力结构的变化;全长加筋包裹碎石桩的破坏模式为顶部鼓胀破坏,其细观表现为桩顶部位孔隙率增大,格栅力链大面积断裂,碎石颗粒产生大幅度侧向位移;在承载过程中,格栅横肋提供显著的约束应力而格栅纵肋受力极小,主要作用为固定和支撑格栅横肋。     

水泥土搅拌桩复合地基桩土应力比的解析算法

为了分析路堤荷载作用下水泥土桩复合地基桩土应力比问题,提出改进的单元体位移模型。通过假设路堤填土的竖向位移模式和土工格栅的变形方程,分别推导路堤填土的竖向应力以及土工格栅作用于桩顶的拉应力;根据桩顶处竖向受力平衡,求得桩顶应力;通过假定地基土满足Winkler地基模型,求得桩间土应力,从而得到桩、土应力比的计算公式。通过与实测工程结果比较,证实了该公式的合理性,这对路堤下复合地基设计具有一定的参考价值。     

基于圆孔扩张理论顶部加箍碎石桩承载力计算

在碎石桩顶部设置土工合成材料或预制混凝土套筒,可有效改善其承载特性.为研究加箍段对碎石桩承载力的影响,采用Mohr-Coulomb屈服准则,将考虑土体自重效应影响的圆孔扩张理论引入到加箍碎石桩复合地基的承载力计算中,分析了塑性区半径随深度发生变化的规律,得到了复合地基承载力计算公式.在此基础上,进一步研究了扩张重叠作用...     

竖向荷载下软土中碎石单桩破坏模式及承载力计算

采用有限差分法对软土地基中碎石桩单桩竖向受荷破坏全过程进行数值模拟研究.引入考虑体积应变截断的塑性硬化模型模拟碎石桩体,能够较好地反映碎石桩体的非线性剪胀力学行为以及由此引起的桩土相互作用.重点分析了桩体鼓胀变形、桩侧土压力演化以及由此决定的单桩破坏模式与典型荷载沉降曲线.传统单桩极限承载力公式所假设的整体剪切破坏模式仅适用于刚度较大的土体,而在软土中局部剪切破坏模式更为常见.为此,基于弹塑性介质中圆孔扩张理论推导了考虑桩体鼓胀变形及桩周土体刚度的碎石桩单桩承载力计算公式,并通过对比数值解验证了推导公式的有效性.较为系统地研究了软土地基中碎石桩单桩的承载机理及破坏模式,可为进一步研究碎石桩复合地基承载机理打下坚实的基础.     

格栅处理软土地基承载特性的有限元分析

介绍了格栅的材料特性,对传统的计算土工织物处理软土地基承载力的计算方法的局限性进行了分析;利用有限元法编程,对格栅处理软土地承载特性进行了研究;证明了格栅加层可以改善一定深度内地基内部的应力分布,从而提高软弱地基承载力的效应。     

细颗粒对海洋桩基水平承载力的影响规律研究

在传统m法的基础上,基于塑性变形理论,建立了桩基地基反力系数理论计算公式,提出了基于塑性变形理论的桩基水平承载力理论计算方法,本方法能够有效反映地基土基本力学参数对桩基水平承载力的影响规律.结合海洋土地基不同细颗粒和伊利土含量的强度和变形特征分析,研究了不同桩顶位移下海洋性桩基水平承载力变化规律.研究显示:在同种破坏模式下,海洋地基土中伊利土含量越高,桩基水平承载力越大.但伊利土含量的不同可能导致地基土破坏模式的变化.当伊利土含量达到10%后,海洋土开始由软化型破坏向硬化型破坏转变.由于变形特性的改变,使得不同位移控制下水平承载力规律呈现非线性变化特征.当伊利土含量5%时,允许桩顶位移为5 cm的桩基水平承载力比1 cm的增大182.9%;当伊利土含量15%时,允许桩顶位移为5 cm的桩基水平承载力比1 cm的增大214%.常规设计采用一种位移控制确定水平承载力的方法没有考虑地基土层变形破坏模式的影响,无法实现科学的优化设计,针对海洋性地基建议根据外海地层变形破坏模式考虑多位移控制下的水平承载力优化设计方法.本方法为研究海洋桩基水平承载力设计提供了新的思想,并在没有现场试验的条件下增加了桩基水平承载力设计的科学性.     

碎石桩地基处理技术研究

文章结合工程实例,阐述了碎石桩在地基处理中加固机理及施工方法.并从碎石桩的加固机理、破坏形式及碎石桩复合地基承载力等方面进行阐述,以保证碎石桩复合地基承载力的工程质量,提高碎石桩的设计和施工水平.     

基于圆孔扩张理论散体材料-混凝土桩承载力计算*

地基加固处理中应用广泛的碎石桩易于在桩顶发生鼓胀变形破坏,为解决此问题,提出一种新型优化复合地基形式,即散体材料-混凝土桩复合地基。采用圆孔扩张理论,基于Mohr-Coulomb屈服准则,用极坐标轴对称问题对散体材料-混凝土桩进行Vesic圆孔扩张压力求解,并由此推导出桩间土体内摩擦角φ=0和φ≠0时散体材料-混凝土桩的极限承载力计算公式。将计算方法应用于已有试验,并展开对比分析,结果表明该计算公式的计算结果与现场试验结果较为接近,验证了基于圆孔扩张理论对该新型桩进行极限承载力计算的准确性。     

碎石土斜坡桩基水平承载特性模型试验

承受水平荷载的桩基,在水平和斜坡场地其水平承载力存在明显的差异。为了研究碎石土斜坡坡度对桩基水平承载力的影响,采用碎石土作为斜坡土体模型。通过室内水平静载模型试验,获得不同斜坡坡度下桩基水平承载力的变化规律;在此基础上提出基于水平场地计算斜坡桩基承载力的简便计算公式,可为碎石土斜坡桩基础设计计算提供参考。     

冷弯薄壁方钢管-稻草板组合墙体轴压性能

为研究冷弯薄壁方钢管与纸面稻草板(稻草板)组成的组合墙体的轴压性能,对三面组合墙体试件进行轴心受压试验,得到组合墙体的轴心受压承载力和破坏模式.试验结果表明,组合墙体的破坏模式是钢管端部屈曲破坏、稻草板局部发生褶皱和弯曲.方钢管和稻草板协同工作性能良好,稻草板对方钢管起到了良好的约束作用,组合墙体承载力较高.采用有限元软件ANSYS对组合墙体进行非线性分析,数值分析结果与试验结果吻合较好.在此基础上,利用有限元模型分析了钢管壁厚、墙体高厚比及自攻螺钉间距对组合墙体承载能力的影响,提出了该组合墙体轴压承载力计算公式.计算结果表明,该公式能很好地计算组合墙体承载能力.     

一种新的组合桩轴压承载力计算

为了解决桩径过大问题,提出了一种新型组合桩形式,即在普通钢筋混凝土桩内部设置沿桩身纵向连续的圆钢管。分析了新型组合桩在轴心压力作用下的受力机理,将钢管和箍筋对混凝土的约束作用等效为有效侧向应力,推导出了临界状态时外围混凝土的配箍率。提出了随着外围混凝土配箍率的不同,这种桩在轴压下有2种破坏形式。分别推导出了不同破坏形式时轴心压力作用下新型组合桩承载力计算方法。采用该方法计算的组合桩轴压承载力与文献试验结果之比的平均值为1.015,标准差为0.037,二者吻合良好。     

砂土中抗拔群桩承载力的分析与计算

为了通过模型的方法预测砂土中抗拔群桩承载力,对抗拔单桩承载公式中的参数C进行了改进,并对此参数提出了一个预测公式。当抗拔单桩承载力未知时,不能逆分析C值,可以用预测公式计算C值。基于此推导了m×n型等距抗拔群桩承载力计算公式。结合2组模型试验的数据,验证了不同桩距、长径比和桩型下抗拔群桩承载力计算公式的合理性以及群桩效率和桩距的关系,并与其他3种计算方法的结果作比较。结果表明,4种方法都能很好地预测抗拔群桩承载力,但在预测长径比较小的群桩时,改进方法的预测结果更加接近试验值;在其他参数不变的情况下,群桩的效率随着桩距的增大而增大。     

散体材料复合地基承载力计算研究

引进圆孔扩张理论,模拟桩土相互作用,分析了散体材料桩复合地基的应力分布特征,并导出了桩体与土体承载过程中的应力应变计算公式,在此基础上,充分考虑了布桩方式对承载力的影响,根据两种典型的布桩方式,分别提出了一套散体材料桩复合地基面积比承载力计算方法,弥补了常规计算方法的不足.最后,给出工程算例,验证了计算方法的实用性.     

基于ABAQUS软件的海上漂浮软管接头剥离破坏的数值分析

海上漂浮输油软管在拉伸载荷作用下,管接头失效的主要形式为管本体内层橡胶复合材料与接头钢制短节的剥离损伤.本文以8吋海上漂浮输油软管为例,采用ABAQUS软件中零厚度的内聚力单元模拟粘合剂,数值分析拉伸载荷作用下软管接头的剥离损伤的问题,提出软管接头粘合剂的剥离损伤力学分析方法,为海上漂浮输油软管接头结构的承载能力分析以及接头的结构改进设计提供依据.     

对水泥土桩承载力确定的几个问题的分析

根据水泥土桩桩－土接触面载荷传递模型试验、水泥土桩与灌注桩承载力的现场足尺对比试验和有限元分析,对水泥土桩载荷传递机理和破坏机理进行了分析,对水泥土桩复合地基栽荷试验承压板－桩－土相互作用进行了分析研究,进一步分析了复合地基载荷试验方法对单桩进行检验的局限性,辩证分析了褥垫层对水泥土桩复合地基承载力确定的影响,不能简单地认为垫层对提高复合地基承载力和减少沉降是有利的,本文还对单桩破坏模式及承载力的评定方法提出了建议。