竖向荷载下群桩的承载力分析

桩基础在工程建设当中得到广泛地应用,从安全性上考虑,对群桩承载力的研究尤为重要。文章结合一工程实例,根据现场取得的静载荷试验数据,采用在岩土工程中广泛应用的FLAC3D软件模拟单桩的静载荷试验以确定模型参数。然后,在单桩模型的基础上,建立三组不同的群桩模型,分别研究桩距、桩数、桩径对群桩承载力的影响并对其作用机理进行了...     

竖向荷载作用下复合材料桩承载性能的数值分析

根据有限元分析原理，结合工程实例分析了竖向荷载作用下复合材料桩的承载力、荷载传递特性和水泥土桩环侧摩阻力的传递扩散规律．研究和实践表明，复合材料桩具有协同工作、受力均匀合理、沉降变形小、承载力大和造价低等优点，具有重要的应用价值．     

竖向荷载对桩基础的水平承载力影响

在考虑均质黏土和均质砂土两种特殊地基情况下,运用三维有限元程序MSC.MARC,分析竖向荷载作用下桩基的水平反应.分析结果表明,竖向荷载对桩基的水平承载力有显著影响,在砂土中使桩基水平承载力显著提高,在黏土中则使其稍微减小.     

砂土场地中组合荷载下单桩竖向承载特性研究

考虑砂土场地中单桩承受水平和弯矩荷载的共同影响,完成了五组共十根单桩的室内模型试验,分析了在组合荷载作用下砂土中单桩的竖向承载特性.研究表明:在不考虑竖向荷载作用的情况下,随着水平荷载作用点高度的增加,由于出现了弯矩荷载,单桩的水平极限承载力降低,但降低幅度逐渐减小;水平或弯矩荷载的增大,均会导致单桩沉降的增大和竖向承载力的降低,但只有当水平荷载达到相应位置水平极限承载力的0.5倍以上时,这种变化幅度才较明显;预先施加的水平和弯矩荷载在产生水平位移后,再施加竖向荷载,将会出现P-Δ效应,造成单桩水平位移的增大和水平承载力的降低;水平和弯矩荷载共同作用时对单桩的沉降和桩端阻力的影响程度,与水平和弯矩荷载产生的桩顶水平位移的大小正相关.     

砂土中斜桩单桩水平承载与变形特性数值分析

为了研究砂土中各方向水平荷载作用下斜桩单桩的变形及承载特性,基于数值模拟探究正、负斜桩在水平荷载作用下桩周土的位移区范围、桩?土接触应力及桩身位移、剪力和弯矩分布,并进一步分析水平斜交荷载作用下斜桩单桩的承载力,给出不同倾斜角度、斜交角度时斜桩水平承载比预测经验公式.研究结果表明:在相同水平荷载作用下,负斜桩的桩周土塑...     

工字型桩与方桩竖向承载性能对比分析

结合河南大学学术交流中心原方桩基础工程,提出了一种新型工字型桩,采用有限元法建立了三维有限元模型,对比分析了方桩、等截面面积的工字型桩、等截面周长的工字型桩的极限承载力、桩侧摩阻力、桩端阻力强度等情况.结果表明:工字型桩相对于方桩其极限承载力主要由桩侧阻力提升而显著提高,其桩端阻力强度略微降低.在相同混凝土用量情况下,工字型桩相对于方桩可提高极限承载力20%左右;在相同承载要求情况下,采用工字型桩相对于方桩可减少混凝土用量15%左右.在软土地区,工字型桩可以提供较高的竖向承载力,节省混凝土用量,具有一定的推广应用价值.     

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.     

水平—竖向耦合荷载下单桩承载性状数值分析

为了研究单桩基础在水平—竖向耦合荷载下的承载性状,以工程实例为基础,通过数值计算的手段建立了均质海相软黏土层中单桩受耦合荷载的计算模型,研究均质土层中竖向与水平耦合荷载作用下单桩的承载力、变形特点。结果表明：当施加的水平力未超过临界荷载,水平力的施加对单桩竖向承载力无影响;当施加的水平力超过临界荷载,水平力的施加对单桩竖向承载力有着不利的影响;水平力的施加延缓了竖向抗拔承载力破坏点的出现,且随着施加的水平力的增大,抗拔极限破坏点出现得越晚,水平力的施加提高了单桩抗拔承载力;预先施加竖向力会减小水平力产生的桩顶水平位移,提高单桩水平承载力;且存在一个最优的竖向荷载,使得桩顶水平位移最小,桩身弯矩最小。     

山地微型桩单桩抗压承载机理及数值模拟

在山地“上土下岩”的特殊地质条件下,确定微型桩的极限承载能力是较为困难的。然而,关于此类问题的研究是比较少的,且普遍对计算理论缺乏系统性的总结。文章对此类地质条件下微型桩单独承受下压荷载的极限承载能力进行了理论推导;使用ANSYS有限元软件,对一个具体的微型桩模型进行了数值模拟,并引用相关的微型桩试验数据,与理论计算结果进行了对比;对极限承载能力的影响因素做了系统性分析。通过研究,提出了“上土下岩”地质条件下的微型桩极限承载力和极限变形的计算方法,并验证了这种方法的可行性,发现微型桩自身参数、土层和岩石层的参数都会对微型桩的承载能力造成影响。     

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。     

桥墩承载力及端、侧阻力变化的实验研究

桥墩的承载能力分两个部分：端部阻力和侧阻力。通过模拟实验,测出桥墩端阻力,并间接求出侧阻力。通过分析二者随纵向载荷变化而变化的规律,得出了桥墩承载力随其埋深变化的规律：桥墩端阻力随纵向荷载的增加而增加,而侧阻力增加到一定值就不再增加。并找出“临界埋深”,结论为桥墩的设计中最大限度地发挥端、侧阻力提供了依据。     

嵌岩桩水平承载力地基反力Matlock法分析

嵌岩桩在海上风电、跨海大桥等结构中的应用十分广泛,但在嵌岩桩水平承载特性方面的研究仍有较多不足。弹性地基反力法中的m法在我国是用于计算水平承载桩承载力时应用最多的方法,但地基反力m法针对嵌岩桩缺少合理的取值方法。本文基于现场试验数据建立并验证有限差分数值模型,通过数值模拟与参数分析,研究了岩体力学参数和桩基参数等因素对桩岩相互作用的影响,提出了m法中地基反力系数比例系数的拟合计算公式。通过现场试验数据对文中提出的方法进行了验证,计算结果与实际情况较为相符,通过与其它方法比较,本文提出的修正m法相对非线性的p-y曲线法具有取值计算较为简便的优势。     

承台形状对桩水平承载力影响的有限元分析

在单桩水平承载力研究中,通常忽略承台的作用。利用计算机可以很方便地模拟单桩的水平受力情况,节约大量试验经费和工期,也能保证一定的精确度。文中用ABAQUS模拟没有承台及承台长宽比、大小和厚度不同时桩的水平受力情况,分析表明,承台对提高桩水平承载力的贡献很大,且形状不同时,这种贡献也不同。     

倾斜荷载盐渍土地基承载力数值计算与试验研究

盐渍土是一种四相组成的特殊土。这种特殊性导致工程中确定的盐渍土地基承载力尤其在倾斜荷载作用下时,容易出现偏差。本文以柴达木盆地典型盐渍土地基承载力特征为研究对象,采用现场载荷试验和数值模拟计算的方法,研究了倾斜荷载作用下盐渍土地基承载力特征。结果表明,在倾斜荷载作用下,数值模拟计算确定的盐渍土地基承载力特征值和现场试验确定的特征值相差2.37%,数值模拟计算结果和现场试验结果基本一致。在建立数值模拟计算模型时,需要考虑盐渍土地基中存在结晶盐楔体被压碎、溶陷造成土层附加应力非线性分布特征。数值模拟计算结果可做为确定倾斜荷载作用下的盐渍土地基承载力的特征值的依据。     

能力谱与侧向荷载分布模式的关系

根据结构动力学理论证明了能力谱曲线的确定与侧向荷载分布模式间存在对应关系,指出对于不同的侧向荷载模式,应采用不同的能力谱曲线转化公式并给出了具体的表达式. 分别采用本文方法、传统方法和弹塑性时程分析对一个六层钢筋混凝土框架结构进行了计算,证明了本文方法计算精度更高. 利用该方法,采用多种侧向荷载模式对结构进行静力弹塑性分析,能将侧向位移反应可能范围限定得更小,使人们把握实际地震反应大小的准确性得以提高.     

竖向荷载作用下大直径钢管桩承载力特性分析

近年来,新型大直径钢管桩基的承载力特性备受关注,为此,以湛江某新建油码头工程大直径钢管桩测试桩Z2桩为研究对象,采用有限元三维数值静载试验方法,对竖向荷载作用下大直径钢管桩的桩径、桩长、桩侧土摩擦系数及桩端土压缩模量对其承载力特性的影响规律进行研究。结果表明:钢管桩桩径增大,则其极限承载力和桩侧摩阻力随之提高,桩端沉降与桩顶沉降之比逐渐减小,同时桩端阻力随着桩径的增加而减小;钢管桩桩长增加,钢管桩的极限承载力和桩侧摩阻力都显著提高,桩端阻力与桩顶荷载之比逐渐减小;桩侧土摩擦系数增大,则桩的极限承载力增大而桩端沉降量显著减小,尤其在摩擦系数从0.3增加到0.4时,沉降量减小幅度较大;桩端土压缩模量增加,则钢管桩竖向极限承载力和桩端阻力增大,而桩端沉降量减小。研究结果可对类似工程大直径钢管桩的设计和施工提供参考。     

材料非均匀性对岩块极限承载能力的影响

为了研究岩石类材料非均匀性对岩块极限承载能力的影响,采用基于FPS4．0平台开发研制的REPFPA分析软件,通过建立计算模型进行数值模拟,找出了非均匀材料匀质度系数与极限承载能力之间的函数关系,同时研究了岩块声发射随着匀质度系数的变化规律。证明了应用数值模拟方法研究材料非均匀性对岩块极限承载能力的影响特别是解决对于岩体工程的宏观力学性能的研究问题是有效的方法。     

受腐蚀钢筋混凝土梁极限承载力神经网络预测

利用神经网络方法研究了受腐蚀钢筋混凝土梁权限承载力与各主要影响因素之间的复杂非线性关系，建立了承载力的神经网络预浏模型，预浏结果与试验结果吻合较好．研究结果表明神经网络计算是受腐蚀钢筋混凝土构件力学性能研究中一种很有潜力的新方法．