刚性长短桩复合地基竖向传力机制研究

利用三维有限元弹塑性分析方法,建立刚性长短桩复合地基模型进行模拟计算,分析了刚性基础下褥垫层对复合地基中长短桩的上刺入变形及桩侧负摩阻力的发生发展规律,以及不同位置短桩侧摩阻力和端阻力对长桩侧摩阻力发挥水平的影响规律,研究了刚性长短桩复合地基的荷载-沉降特性及长、短桩的竖向传力机制,建议了复合地基中长短桩的设计原则.     

刚性桩复合地基边桩效应的模型试验研究

刚性桩复合地基的边缘区域存在着边桩效应,这与刚性桩复合地基的失稳破坏存在着直接联系,对复合地基的承载能力和工作性状具有重要的影响.基于模型试验,通过对桩体轴力、桩侧摩阻力和桩土应力的分析,对刚性桩复合地基的边桩效应进行了系统的研究.研究表明:桩身最大轴力点位置大约在1/3桩长处,也与桩侧摩阻力中性点的位置基本相同;在相同荷载作用下,内桩分担的轴力比边桩大,且受力比较均匀;桩土应力的分布规律验证了刚性桩复合地基中土拱效应的产生,且内桩的桩土应力比大于边桩,体现了内桩相对于边桩在荷载传递中发挥了更为明显的分担作用.研究结果对于具体的工程应用具有一定的指导意义.     

软土地基桩侧表面负摩阻力解析模型

考虑了桩土的相互作用,利用太沙基固结理论建立了桩侧表面负摩阻力非线性解析模型,在此基础上分析了软土地区桩倒表面负摩阻力的影响因素．结果表明,桩体特性、土体特性、桩土界面强度、堆载及土体结构性等对桩基负摩阻力均有不同程度的影响．为类似地层条件下桩基础承载力的设计提供有益参考．     

自重湿陷性场地上强夯后桩侧摩阻力的取值及桩基方案

大厚度湿陷性黄土场地上的摩擦桩基础,宜采用地基处理方法消除或部分消除湿陷性,使上部土层的负摩阻力转换为对工程有用的正摩阻力。通过工程实例就地基处理后摩阻力随深度的变化以及处理深度内摩阻力的增长幅度等进行了讨论,并就大厚度湿陷性场地上地基处理与桩基础结合形式等提出了措施。     

考虑固结效应的高填方夯实地基桩侧负摩阻力计算方法

依托在高填方夯实地基上进行的桩侧负摩阻力现场试验,根据负摩阻力测试结果,提出考虑固结效应的高填方夯实地基桩侧负摩阻力计算方法。该方法对高填方地基强夯加固区与非加固区分段进行侧摩阻力计算,采用太沙基一维固结理论计算桩侧土沉降,反映固结效应对桩侧摩阻力的影响,利用土-混凝土界面直接剪切试验得到桩土荷载传递函数,反映桩土相对位移对侧阻力发挥程度的影响,采用有限差分法求得计算公式的数值解,并将计算结果与现场试验结果对比分析。结果表明,采用文中推导的公式计算的桩侧负摩阻力沿深度的变化趋势与现场试验测试结果一致,现场实测桩侧负摩阻力值约是理论计算值的1/2,工程应用时可将理论计算的桩侧负摩阻力值乘以0.5的折减系数。     

填土地基中桩侧负摩阻力计算方法

就桩侧负摩阻力的计算方法进行探讨，介绍了桩侧负摩阻力的确定方法、中性点位置的确定及桩基承载力的验算，提出了相应的计算方法。同时通过工程实例对桩侧负摩阻力进行验算，说明了考虑桩侧负摩阻力在建筑工程中的重要性。     

基于ABAQUS的桩侧摩阻力仿真分析

采用ABAQUS软件模拟桩土相互作用中的接触问题,利用ABAQUS软件中的主-从接触算法,在桩侧与土体之间建立接触对;对桩身采用弹性模型,土体采用摩尔-库仑模型进行模拟,并考虑初始地应力的影响。通过计算,得到了桩侧摩阻力的分布情况,在算例中模拟了某试桩工程的桩侧摩阻力和桩顶总沉降,与现场测试结果相一致。     

明挖卸荷引起桩侧摩阻力作用下的地铁隧道竖向变形计算

为研究基坑明挖卸荷时复合地基中桩侧摩阻力对下卧地铁隧道竖向变形的影响,基于Mindlin应力解,推导得到复合地基中桩的侧摩阻力作用下地铁隧道的总竖向附加应力,利用双面弹性地基梁模型和两阶段分析方法,计算得到地铁隧道总竖向位移,并与前人理论计算结果、实测数据对比验证。最后,分析桩形状、桩截面面积、以及不同区域桩长度、间距的改变对桩侧摩阻力引起地铁隧道竖向位移的影响。结果表明:无论桩参数如何改变,复合地基中桩侧摩阻力对隧道竖向位移的影响范围始终不变,约为1. 1倍基坑纵向长度;材料用量相同的方桩与圆桩相比,方桩可更有效地控制下卧地铁隧道竖向变形;适当地增大隧道斜上方的桩长度,可使其更有效地控制地铁隧道竖向变形;隧道正上方的桩间距存在一个合理的取值范围;适当减少桩纵向间距比减少桩横向间距可更有效地控制下卧地铁隧道竖向变形。     

柔性桩复合地基有效桩长的改进算法

合理利用Cooke剪切变形传递模型,基于桩土的变形协调,对路堤荷载和刚性基础下柔性桩复合地基的有效桩长理论计算公式进行改进.得到的有效桩长理论值与试验值非常吻合,且计算公式简单易记,对以后的路堤荷载下或刚性基础下柔性桩复合地基的设计有一定的参考价值.     

管桩静压侧摩阻力及桩土界面滑动摩擦机制研究

为了探究静压沉桩力学机制,开展了饱和黏性土中静压沉桩的室内模型试验,获得了静压沉桩过程中不同壁厚、桩端形式及桩径下桩侧阻力和桩身单位侧摩阻力的变化规律.同时,结合摩擦学中的黏着-犁沟理论,分析了静压沉桩过程中桩侧阻力和桩身单位侧摩阻力的的变化机制.通过室内模型试验和理论分析表明:随着贯入深度的增加,桩侧阻力逐渐增大,且...     

刚性桩复合地基在不同荷载下的桩土分担特性

利用解析解答对刚性桩复合地基在竖向荷载下的工作特性进行了较深入的分析，着重讨论了桩土应力比及荷载分担比等随复合地基荷载、垫层厚度、垫层模量、桩长、桩间距、桩间土模量和桩端土抗力系数等因素变化的规律．计算结果表明，竖向荷载作用下，桩土应力比随复合地基荷载、垫层模量、桩长和桩间距的增加而增大，随垫层厚度和土体模量的增加而减小，同时也表明复合地基的设计参数有合理的取值范围．     

边载作用下单桩负摩阻力中性点位置研究

利用室内实验探究单桩在顶载2 kN、边载分别为4.67、9.34、14.01和18.68 kPa作用下单桩的性能,与ABAQUS模拟对比分析.在ABAQUS分析时以摩尔-库伦为土体本构,利用ODB文件导入法实现地应力平衡,得出桩身轴力、桩侧负摩擦力、桩正负摩擦力分界点发展轨迹.结果表明:边坡荷载的增加,桩身的轴力最大值会对应地增大13.26%、19.38%、27.04%和39.79%,单桩下拉荷载有增大的趋势.负摩阻力中性点深度从0.31增至0.35 m,中性点位置有逐渐下移的趋势.     

由基桩静载试验成果确定桩周极限侧摩阻力

根据静载试验成果，用线性最小二乘法求得了桩周各地层的极限侧摩阻力数值，其结果对本地区合理确定各地层极限侧摩阻力具有重要价值，同时也证明了该方法的有效性．     

摩擦群桩中单桩的等效轴向刚度及其应用

提出了摩擦群桩中单桩等效轴向刚度的概念,建议采用现场实测数据确定之;并运用这一概念分析了桥梁桩基础设计中的绝对刚性承台假定的适用性,探讨了摩擦群桩与嵌岩群桩承载机理的不同．     

刚性桩复合地基负摩阻区深度的一种计算方法

根据刚性桩复合地基桩身的受力特性,从其变形模式出发,利用Bjerrum公式,推导了考虑桩-土-垫层相互作用时负摩阻区深度l0的计算方法.与实测数据对比,验证了该算法的可行性.参数分析表明,当桩身的弹性模量Ep大于某一数值时,桩土应力比n与l0曲线变化已趋稳定,此时提高桩体强度对复合地基承载力的影响不显著;而置换率的合理...     

排桩支护明挖隧道基坑桩侧极限抗力系数研究

为了研究单排桩支护明挖隧道基坑桩侧土抗力系数特性,首先,建立了考虑桩侧土体受力状态的基坑桩侧土压力力学模型和位移模式;其次,根据虚功原理和位移场模式,建立排桩支护明挖隧道基坑桩侧土体功和速度场计算公式,引入极限上限方法,提出了考虑桩-土界面粗糙度系数的排桩支护明挖隧道基坑排桩的水平承载力系数计算方法,将该方法应用于计算实例,通过与已有理论计算方法对比分析,计算结果验证了本文方法的合理性与可行性;最后,利用本文建立的方法,分析了桩间距、桩-土接触面系数以及埋置深度对基坑排桩水平抗力系数的规律.结果表明:排桩的水平承载力随着桩距的减小而减小,直到达到一个最小值.排桩的水平承载力系数Np随着桩-土界面粗糙度系数α的增大而增大;当桩-土界面粗糙度系数α一定时,水平承载力系数Np随着埋置深度的增加而增加,当埋置深度率Z/D7时,水平承载力系数Np随着埋置深度的增加趋于定值.     

N阶电阻网络等效电阻的研究

对N阶电阻网络等效电阻进行了研究,应用虚拟电流法给出了这类问题的2个普适规律,并将所得结果与其他相关结果进行了比较.     

堆载作用下单桩中性点位置与负摩阻力特性研究

为了探究承台外围土体出现上部堆载作用时,桩身负摩阻力和中性点位置在这一过程中的变化特性,利用室内模型实验和有限元软件数值模拟两种方法.首先在室内模型实验中使用应变仪采集桩身各处应变片产生的数值,之后建立单桩数值模型进行有限元分析,结合两方实验结果分析桩身负摩阻力和中性点位置在施加堆载后的初期,以及随堆载等级增加时的变化特征,最终得出以下结论：承台外围土体的堆载作用使桩身轴力原本随深度递减的变化趋势,变为了轴力上升段和轴力下降段,同样,堆载作用也使桩身上部出现桩侧负摩阻力,而桩身下部正摩阻力区间相较堆载前变化不大,仅是正摩阻力数值的大小随着堆载等级增加而增大,桩身中性点位置在堆载等级增大的过程中逐渐向桩的底部移动.     

计入桩侧摩阻力非线性特性的基桩承载力分析方法

讨论了桩侧摩阻力发挥特征,以双曲线模型建立基桩荷载传递基本微分方程,并导得了可考虑桩土相互作用及土体分层性质的幂级数解.利用本文解答对某大桥试桩资料进行了数据拟合与计算分析,结果表明,双曲线拟合相关系数均在0.96以上,且用本文解答得到的基桩轴力计算值与实测结果吻合较好.该方法参数拟合简便,计算精度较高,可用于工程实践.     

路堤荷载下刚性桩复合地基桩帽效应分析

在分析路堤荷载作用下刚性桩复合地基中桩帽效应的基础上,通过理论分析、有限元计算、室内模型试验以及现场测试等方法,研究了桩帽以及桩帽尺寸的大小,对刚性桩复合地基中桩土分担比、加筋垫层的应力以及整体沉降特性等的影响.研究表明:桩帽的存在增加了桩顶与垫层之间的接触面积,起到均化桩顶集中力、减小桩顶向垫层刺入量的作用,使带帽刚性桩复合地基控制沉降的能力远好于不带帽刚性桩复合地基;桩帽尺寸逐渐增大,桩间土的应力明显减小,Q-S曲线由"陡降型"向"缓变形"转变,有助于带帽刚性桩复合地基整体承载力的发挥,从而提高了刚性桩复合地基的利用效率.