基于灰色关联度理论的钢管支护桩沉桩位移

依托深基坑钢管支护桩振动沉桩工程实例,基于三维动力有限元方法,采用数值模拟、正交分析及灰色关联度理论,对影响湖相沉积土层中深基坑钢管支护桩高频振动沉桩位移量的因素进行了敏感性分析,并对钢管支护桩高频振动沉桩的工艺参数进行了优化。研究表明:湖相沉积土层中深基坑钢管支护桩高频振动沉桩过程与土层参数、振动激振力、振动频率和钢管桩桩径等因素关系密切;与钢管支护桩高频振动沉桩位移量关联度的大小依次为振动激振力、振动频率、钢管桩桩径和土体动弹性模量,关联度分别为0.79、0.76、0.74和0.60;湖相沉积土层中深基坑钢管支护桩高频振动沉桩的最佳工艺参数为桩径0.83m、振动激振力1 875kN、振动频率20Hz。     

高频振动沉桩对人的环境影响

为研究高频振动沉桩对人的影响,依托云南省昆明滇池国际会展中心4号地块项目钢管桩高频振动沉桩工程实例,通过勘察,室内土工试验,基于Midas GTS NX建立三维有限元模型.从激振频率、偏心距和土层情况3个方面入手,对高频振动沉桩对人的环境影响进行研究.研究结果表明:针对普通振动锤,振动沉桩对人的环境影响随着激振频率的增大而增大;针对无级调频调矩振动锤,振动沉桩对人的环境影响随着激振频率的增大而减小;在满足工程要求的情况下减小振动锤的偏心距,有利于减小振动沉桩对人的影响;钢管桩振动沉桩在泥炭质土中施工对人的环境影响最大.最后,提出一种能有效降低振动沉桩对周边人的环境影响方案.     

基于AMESim的振动沉桩系统的动力学仿真分析

通过AMESim软件建立了桩-土系统的动力学数值仿真模型,研究了振动沉桩过程中激振力频率和土质条件对桩-土系统的振动摩擦特性的影响.对比不同参数下沉桩位移、桩端阻力和桩侧摩擦力的变化曲线,得出激振力频率以及土质条件对沉桩效果的影响规律:激振频率越高,沉桩振幅越小;土的黏聚力越大,沉桩阻力初始值越大;土容重越大,沉桩阻力变化速率越快.从而获得摩擦力较小的激振频率区间,以提高土木建筑施工中桩-土系统的工作效率.     

高频液压振动沉桩的颗粒离散元分析

采用颗粒离散元方法,分析在高频振动沉桩过程中对桩贯入深度的影响因素,研究在桩贯入不同深度时桩周砂土速度场、接触应力场的变化及整桩贯入后不同砂土深度的孔隙率值.数值模拟结果表明,提高桩的静定荷载和激振频率能提高桩的贯入深度.桩周砂土速度场和应力场变化揭示了桩侧摩阻力作用机理和表层土体的隆起现象.随着桩的贯入,桩周砂土的接...     

振动沉桩过程“跳机”现象动力学特性

为了找出振动桩锤在沉桩作业过程中产生“跳机”现象的根本原因,从而采取有效措施解决“跳机”这一工程实际问题,从非线性振动力学的角度出发,建立二自由度分段非线性振动桩-土动力学模型,基于数值积分方法,采用四阶龙格-库塔法运算程序进行数值仿真,研究激振频率、地基土的刚度、激振器上下层偏心块的相位差对振动沉桩动力学特性的影响.结果表明:引起桩端与土有脱离的因素主要是激振力和地基土的刚度,激振力和地基土的刚度越大,则桩端与土脱离的程度越严重;当桩端与土没有脱离时,桩和机架的振动频率与激振频率相等,而在桩端与土有脱离时,机架的振动频率将小于激振频率,桩的振动频率也略有降低,当机架频率降低至一定范围时就会出现“跳机”现象.消除“跳机”现象的措施主要是减小激振力,可以通过适当降低激振频率、减小偏心力矩、增大激振器上下层偏心块相位差的方法实现.     

基于振动沉桩机的振动摩擦系统动力学分析

以振动沉桩机为例,研究了振动摩擦在沉拔桩机这一典型机械中的应用.建立了非线性动力学模型,采用龙格库塔法对振动沉桩机进行了数值仿真,得到了系统的动力学特性.仿真结果表明:随着激振力幅值和频率的增大,桩的振幅有一定的增大;随着激振力幅值的减小,桩的振幅有一定减小;随着激振力频率的减小,桩的振幅变化不大;改变系统刚度,桩的振幅有明显变化.     

高频振动沉桩动力响应研究

依托昆明滇池国际会展中心4号地块深基坑钢管支护桩振动沉桩工程实例,通过现场勘测、室内土工试验,基于Midas GTS NX有限元软件建立的三维动力沉桩模型,通过对比分析纵横空间不同点位的动力响应,研究了在10 s激振力作用下钢管桩及其周边土体的位移场、速度场以及加速度场的变化及分布情况.研究结果表明,随着时间的推移,钢管桩沉桩位移曲线大致呈直线分布,速度逐渐减小,加速度呈波形正负交替变化;桩周土体位移呈圆形向四周扩散,速度逐渐增大,加速度随着距钢管桩管壁距离的增大,先逐渐减少,之后变为负值,最后又趋于零.     

高频振动沉桩施工对周边环境的影响

从振动桩锤、桩体和土层情况3个方面入手, 系统分析了高频振动沉桩施工对周边环境影响的作用机理. 首先建立振动沉桩三维有限元模型, 实现对沉桩全过程的再现分析; 然后验证模型的正确性, 并对模型进行变参数分析. 研究表明: 桩锤激振频率越高, 沉桩对环境影响越小; 桩锤静载力和桩径越大, 沉桩对环境影响越大; 砂质土场地比黏土场地更易受振动沉桩影响, 且土质越硬, 沉桩产生的环境影响越严重. 最后, 根据参数分析结果提出了减小沉桩施工影响的工程措施.     

高频振动下饱和砂土一维压缩残余变形特性

利用自制砂土一维压缩高频振动试验系统对饱和砂土进行压缩试验研究,考察了高频振动下,振动时间、动应力幅值、相对密实度等因素对饱和砂土残余应变与振动频率关系的影响.结果表明：饱和砂土残余变形随着频率增大而减小,残余变形的对数值与振动频率之间的关系可近似用直线来描述;振动时间、动应力幅值、相对密实度对饱和砂土一维振动压缩残余变形影响显著;在相同试验条件下,饱和砂土比干砂土的残余变形量大.     

振冲沉桩对受损桥梁的影响范围计算与分析

跨江河大桥的大量兴建对既有航道的影响日益凸显,船撞桥梁的事故频繁发生.受损桥梁修复与加固所需要的支护平台施工对受损桥梁产生的扰动影响程度如何?有无安全性问题?这些均为处理受损桥梁亟待解决的问题.结合磨刀门特大桥船撞事故修护工程中临时支护平台桩基沉桩施工的实际案例,分析了振冲沉桩施工扰动对地基土及邻近受损桥梁的影响.根据爆破安全规程(GB6722—2014)和中国地震烈度表(GB/T 17742—2008),以最大速度容许值作为判据得到了桩基振动施工的影响范围;基于小孔扩张理论分析了施工振动的挤土效应,并综合考虑给出了临时支护平台振冲沉桩施工的最小安全距离容许值为11m;运用数值模拟非线性时程分析,针对实际工程确定了合理的激振力参数,建议激振力振幅A不大于300kN、激振力频率f不小于10Hz,为解决此类工程问题提供一种新思路和方法.     

钢管桩打拔桩施工研究

文章结合S204临泉泉河大桥河滩的工程地质和施工特点,针对施工便桥基础钢管桩的打入和拔出方案进行了比选;对振打设备的选择,采用了振动沉桩计算理论,并对该理论进行了分析验证,解决了施工中钢管桩打入和拔出的技术难题,保证了施工的快速顺利进行,同时,也为今后同类钢管桩施工提供一定的理论和实践经验。     

振冲碎石桩在水库除险加固中的应用

本文以益塘水库除险加固中振冲碎石桩施工工程为例,详细介绍了在水库大坝中使用振冲碎石桩时运用的施工工艺和质量控制措施。桩体密度和桩间砂壳密实度的检验结果达到设计要求,从而使水库加固效果达到了理想的程度。     

振冲碎石桩法加固复合地基

要在含水量大的软土地基上建造多层建筑,采用振冲碎石桩法作复合地基加固,其方法在技术上还是切实可行的。因为在复合地基中除了经振冲碎石桩法有承载力外,还有桩间软土在沉管的挤压和振动的作用下,也会产生排水固结,使土的密实度增加,承载力提高,而且在沉管的挤压和振动过程中,还有一部分软土被挤出隆起,起到置换部分土地层的作用。     

完整桩瞬态纵向振动的参数影响分析

基于完整桩瞬态纵向振动模型的数值分析,表明土参数、桩参数和激振力参数都对桩的动力响应发生影响.对未入土的桩,桩顶振速曲线上反射与入射幅值比为2;对土中的桩,若桩周土剪切模量、桩长、激振力作用时间增加,或桩径和桩弹性模量减小,都使得这个比值减小;当桩底土剪切模量与桩弹性模量之比小于0.01时,桩底反射与入射同相位,当这个比大于0.1时,桩底反射与入射反相位.     

金属材料振动拉伸的实验

研究了低碳钢在激振频率0～100Hz范围内进行振动拉伸的应力应变行为·采用不同的激振力幅和激振频率进行实验,记录金属材料产生的变形与所受载荷等数据·结果表明激振频率增大,材料的屈服极限σs和强度极限σb会明显减小·改变激振频率,σs和σb也随之改变·在激振频率1Hz时,测得了材料瞬态应力应变曲线,表现出明显的滞回特性·以上研究对探讨振动加工机理及其工程应用具有重要意义·     

旋转激励振动载荷对平面摩擦副的影响实验

振动可以减小摩擦,利用自制的旋转激励环境下摩擦力测试实验装置研究了旋转激励振动载荷的幅值和频率对不同材料平面摩擦副摩擦力的影响。实验表明:旋转激励振动载荷降低了平面摩擦副的摩擦系数。相同激振频率下,随着名义振幅的增大,摩擦系数不断减小,且二者呈现近似线性关系。相同名义振幅条件下,Q235A-Q235A平面摩擦副摩擦系数减小率最大,Q235A-花岗岩平面摩擦副摩擦系数减小率次之,Q235A-400目砂纸平面摩擦副摩擦系数减小率最小。相同名义振幅下,随着激振频率的增大,摩擦系数亦呈现减小的趋势;在激振频率为15 Hz以前,摩擦系数减小速率较快,当激振频率超过15Hz后,摩擦系数减小速率变慢。     

基于扰动状态概念的砂土-混凝土桩接触面荷载传递模型研究

基于扰动状态概念理论,考虑砂土密实度对扰动函数的影响,建立混凝土桩-砂土接触面荷载传递模型。用混凝土板表征桩侧粗糙度效应,采用大型直剪仪开展不同密实度的砂土-混凝土桩接触面力学行为的试验模拟,研究砂土密实度对混凝土桩-砂土接触面的力学特性的影响规律,分析接触面模型初始剪切系数、模型扰动参数(A和Z)对桩-砂土接触面荷载传递模型的作用机制。研究结果表明：1)混凝土桩-砂土接触面易呈现应变软化,在低法向应力条件下,混凝土桩-密砂接触面的应变软化程度最大。2)模型扰动参数Z在数值上近似等于孔隙比。模型扰动参数A越大,砂土与混凝土桩接触面的软化显著程度越大。参数A随着密实度增大而增大。随着法向应力增大,密砂的扰动参数A呈近似线性衰减,松砂和中密砂的扰动参数A近似呈双折线衰减。3)初始剪切系数k_s随着法向应力增大而增大,密实度越大,增速越快。4)基于扰动状态概念的桩-砂土接触面荷载传递模型可靠、参数的物理意义明确且易确定,能很好地表征桩-砂土接触面的应变软化及硬化等力学特征。     

水平循环荷载引起的砂土沉陷-致密作用对刚性桩承载力的影响分析

为研究砂土中刚性桩基础在循环荷载作用下的承载力演化规律,提出了一种循环后单桩承载力的评估方法.首先,基于沉陷坑与致密区域土体的质量守恒原理,量化了由沉陷引起的土体参数变化;然后,根据API规范中的砂土水平土抗力-位移模型计算循环前后的单桩承载力;最后,提出了循环后单桩承载力的评估模型,并对沉陷坑尺寸、土体初始相对密实度和致密区域模式等因素进行对比分析.结果 表明:单桩承载力随沉陷坑的发展不断增大;对于松砂、中密砂和密砂,循环后的单桩承载力可分别提高约3.0、1.5、1.2倍,提高幅值随相对密实度的增大而降低;2种土体变形模式中,单锥模式相比于双锥模式更符合真实的致密区域形态.     

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。     

振动沉管施工素砼桩挤土效应研究

素砼桩复合地基是高速公路软土地基处理的常用方法;当其采用振动沉管法施工时,会有明显的挤土效应。通过广东省某高速试验段原位试验,对较小桩间距下不同施工方案桩体及土体在不同深度的水平位移量进行了测试和分析。结果表明:在素砼桩桩间距为1.2 m时,连续振动沉管施工成桩质量较差,不宜采用;而采用隔桩跳打施工时,桩体沿纵深方向不同深度水平位移量较小,桩体倾斜度满足设计要求;另外补桩施工时,周围桩体不同深度水平位移量明显小于土体位移量,桩身位移变化小,成桩质量良好。