柔性高桩承台与桩基的有限元分析

提出柔性高桩承台与桩基计算的一种有限单元法，其计算模型不仅将承台和桩基作为刚性联结的整体结构来分析，且考虑桩土间相互作用，可用于任意动、静荷载作用下结构的位移与内力计算．     

计算桩基的有限元方法及程序设计

文章介绍了桩基计算程序。应用平面杆系有限元方法,推导出弹性桩的单元刚度方程;在桩顶设置竖向弹簧,将群桩结构视为框架结构,可以简化程序的编制;既考虑了刚性承台,也考虑了柔性承台,即计入承台的弯曲变形影响,使计算结果更符合工程实际。通过算例分析比较和实际应用表明,程序的计算精度很高。使用程序可以方便快捷地计算各种型式的桩基结构。     

长期受荷桩极限承载力的预测

为准确预测长期受荷桩的极限承载力,对桩基承载力时间效应经验公式的不足进行了探讨,并基于天然饱和黏土地基静压桩承载力时效性研究的理论成果,对经历长期受荷的旧桩承载力的影响因素进行了分析.在此基础上,采用相关研究机构的桩基承载试验数据开展分析,提出了考虑桩基承载力时间效应的静压桩极限承载力计算公式;提出了桩侧阻力时效系数γ...     

公和双层独塔斜拉桥下部结构分析与优化

对自行设计的公和双层独塔斜拉桥下部结构进行了空间有限元分析，有限元分析模型中对不同构件采用不同的有限单元，同时对不同单元之间的连接进行了有效的处理，分析结果表明，在桥墩和承台之间设置的薄壁结构，极大改善了承台与群桩的受力状态，在对桩基结构进行分析的基础上进行了优化设计；优化后，桩基结构应力分布更趋合理，节省了材料，减少了工程量，也进一步了降低了工程造价。     

建筑桩基中桩、桩筏基与土体之间相互作用的数值模拟

桩基础是岩土工程中历史悠久的基础形式，随着我国城市建设中多高层建筑，重型厂房与特殊构筑物的日益增多，桩基技术的应用与研究亦日趋广泛而重要。本文采用三维有限元（模拟土、桩与桩筏基），交界面单元（模拟桩－土交界面），无界元（模拟上体的半无限边界），非线性弹－塑性土体模型以及非线性增量迭代法，对建筑桩基中桩、桩筏基与土体之间的相互作用进行了模拟分析，得出了如下结论：１．已打入桩基的沉降比未打入校基的小。中心桩有最大的沉降，外桩（边桩）次之，角桩最小。２．桩筏基具有减少基础沉降与增加承载力的作用，特别是土体塑性屈服后，更是如此。３．桩－土交界面降低了桩基的刚度，特别当因交界面屈服而产生滑移后，桩基沉降迅速增加，承载力大大降低，同时亦改善了基础上结构的动力响应（隔震）。４．随着桩基或桩筏基与土体杨氏模量比的增加，桩基沉降增加，亦即，仅增加桩或桩筏基的刚度，并非能减少桩基沉降。５．随着桩筏基厚度的增加，中心桩的荷载降低，角桩的荷载增加。６．在位移荷载下，角桩承担更大百分比的荷载（比平均值），而中心桩则承担较小百分比的荷载。     

巧用CAD建模解决码头碰桩问题

码头桩基工程碰桩验算常用公式法,当桩基工程复杂时公式法验算工作量较大,且桩基的扭角不一定为偏移角度。本文巧用CAD三维模型的命令在桩基施工前配合设计进行碰桩检验,直观地观察碰桩现象和调整桩的要素;避免了沉桩过程中碰桩事故的发生,保证了桩基工程的顺利施工。     

不同上部结构体系下桩基沉降的简要分析

该文建立了共同作用三维模型,对上部结构-桩群-地基土相互作用体系进行三维有限元分析,利用面-面接触单元考虑土体与桩基交界面的状态非线性,合理地模拟了桩与桩周土间复杂的相互作用,分析桩基础的沉降性状.     

桩、土、刚性承台相互作用下桩基内力计算新方法

针对港口工程中广泛使用的桩基础在波浪力及荷载作用下与高桩刚性承台和土共同工作的问题,提出较为有效、合理的计算方法.首先以杆系有限元方法为基础,将承台模拟成一根竖直刚性梁,将桩基模拟成线弹性梁,以承台与桩基相连的节点作为主节点,桩基与承台相连的节点为从节点,推导出了刚性承台和桩基的单元刚度方程;其次,桩基与土的相互作用按弹性桩的线性地基反力假设法中的m法计算,推导出了桩土相互作用下桩基单元刚度方程;最后,将波浪力等效成相应桩基单元上的节点荷载,并编写相应的有限元程序(FEPPRC).算例表明:所提出的在波浪力及其他荷载共同作用下考虑桩土相互作用的刚性承台桩基内力计算新方法是可靠的.     

基于连续介质力学模型的部分埋入单桩的纵向振动研究

采用连续介质力学模型,考虑桩-土之间的连续条件和边界条件,得到了土体的纵向振动位移,建立了埋入和外露部分桩基的纵向振动微分方程.考虑埋入和外露部分桩基的连续条件和边界条件,求解了部分埋入单桩的纵向振动,并以数值算例的形式讨论了桩基埋入深度和桩土模量比对桩顶复刚度的影响.通过参数分析和讨论,表明部分埋入桩纵向简谐振动存在共振现象,桩基的埋入深度和桩土模量比对桩顶复刚度有较大影响,且桩基外露部分越长,桩顶复刚度随频率变化曲线波动越厉害.     

桩基负摩擦力的危害与防治措施

桩基础在实际工程中，由于某些原因桩周土沉降大于桩的沉降从而引起桩上的负摩擦力。负摩擦力会对基桩材料结构强度和桩基沉降产生危害。从桩基负摩擦力的成因出发，对其影响因素和危害进行分析，并提供桩基负摩擦力的防治措施。     

基于拓扑优化方法实现桩筏基础的变刚度调平

基于连续体拓扑优化理论,对双向渐进结构优化(BESO)法进行改进,使其适用于在概念设计阶段的桩基优化设计,实现了对采用摩擦桩的桩筏基础的变刚度调平.基于该方法,在ABAQUS有限元软件中对筏下桩基模型进行优化设计:选择桩长为设计变量,以减少基础差异沉降为目标,优化过程采用位移准则及体积约束,通过有限元分析决定须删除的低效单元,经过若干迭代步后得到优化结果.结果表明该方法能够获得合理的筏下桩基布局:在80%的目标体积约束下,可以降低30%的差异沉降,同时能够充分发挥桩间土的承载力,减少了桩基材料的用量.     

大底盘建筑的结构设计分析

文章针对上部结构高耸、底部大面积整体地下室的小区高层建筑群,结构设计采用主楼桩筏基础共同作用,纯地下室部分用桩基兼作抗拔桩;采取分割措施,设定各个独立结构计算单元,保证结构受力体系明确;通过设置变形缝及后浇带等措施解决超长结构的温度应力和防裂问题.     

基于节约理念的带桩筏基设计方法

采用线性扩展Drucker-Prager模型对带桩筏基下的地基土进行弹塑性模拟,建立了带桩筏基系统的ABAQUS程序三维有限元模型.模型中桩和土采用空间8节点实体单元模拟,筏板采用4节点厚板单元模拟,并采用三维有限元-接触面单元相耦合的数值方法来模拟桩-土体系,经分析计算得到了带桩筏基的一些工作特性.在此基础上结合《建筑地基基础设计规范》,改进了复合桩基的设计方法,提出了"三阶段"设计理念,并将其应用于工程实例,证明了两种方法的可行性.实例分析结果表明,复合桩基和"三阶段"设计方法较常规设计方法经济,是一种实用的带桩筏基设计方法.     

复合桩基桩土非线性相互作用的数值分析

为了对复合桩基桩土非线性相互作用的工作机理进行深入分析,利用ABAQUS对常规桩筏基础(3D桩距)和复合桩基(6D桩距)进行了三维弹塑性分析.利用无厚度接触面单元模拟筏板桩土的非线性接触特性,采用Mohr-Coulomb弹塑性本构模型描述土的非线性特性,桩设为弹性,得到了沉降、桩土荷载分担比、土体绕桩流动等变化情况,并对二者进行了对比分析.分析结果基本反映了桩土筏的实际工作性状,并验证了复合桩基理论的正确性.     

论桩基础在旧城区改造中的应用

桩基选型的综合效益应考虑上部结构类型和处理地基之间的最佳平衡．在选择单桩承载力的同时．应考虑使桩长、桩数、桩径、桩基沉降量中一些附属参数平衡以实现系统优化．在设计的桩基工程项目中选择了22个项目,对引起桩基效益不佳的若干原因和因素进行了分析．     

一种新型的小尺寸抗滑桩力学特性研究

滑坡治理中常采用抗滑桩加锚索结构,但由于现场施工中存在一些特殊的地形,如土质疏松、岩性较差、地下水过多等,使大口径、大深度桩的开挖难度增大,特别是在周围建有高层建筑群,机械开挖中可能造成建筑群的震动、甚至坍塌,造成新的恶性滑坡现象。结合目前一种新型的小口径桩基结构模型,分析三种不同尺寸截面的桩基,利用有限元软件对三种抗滑桩进行抗载力学性能分析,重点比较了这类小桩机构与大桩结构之间的差异,以及小桩结构混凝土加钢筋,再加钢管综合材料力学性能的情况,最后对施工中存在的问题提出一些建议。     

筒体结构—桩—土相互作用的分枝模态—二步分析法

将桩基模拟为各向异性弹性体，用分枝模态分析结构－桩－人间结构体系，导出了解相互作用问题的分枝模记－二步分析法，即先对桩－土系统进行分析，将所得桩－土顶部加速度时程反应作为外荷输入基于刚基假定的结构，进行结构位移和内力分析。     

深厚粘土层中导管架平台嵌固深度研究

导管架平台在海上石油与天然气开发过程中起着重大作用,桩基结构作为支撑平台整体重量并承受外部风浪流等环境载荷的最终受体,确定其合理的嵌固深度对于平台的安全稳定分析具有重要意义.本文采用Ansys有限元软件建立典型的四桩腿导管架模型,应用非线性winkler地基梁模型模拟桩土相互作用,探究桩径D与粘土层粘聚力C对嵌固深度的影响.研究表明:嵌固深度与桩径D和粘聚力C均呈负相关关系.根据计算结果提出了导管架平台桩基的嵌固深度与桩径D和粘聚力C之间的拟合公式,这些成果可为确定平台桩基的合理嵌固深度提供理论依据.     

浅析桩基软弱下卧层承载力并分析其公式

桩基础设计的重要内容之一就是桩基软弱下卧层承载力验算,对《建筑桩基技术规范》的桩基软弱下卧层验算公式各项的概念和取值进行了对比分析。忽略群桩实体基础佣摩阻力取值及承台上土白重对验算结果的影响,认为规范中关于软弱下卧层顶面附加应力的计算均有不当之处。认为公式附加应力的概念不清晰。提出了以下建议：JGJ94—2008较适用于有地下室的桩一箱（筏）基础,JGJ94—94较适合于没有地下室的柱下群桩基础;计算附加应力时所扣除的群桩实体基础的饲摩阻力应取特征值。     

城市隧道同时侧穿桩基和下穿既有隧道变形分析

为研究城市隧道同时侧穿桩基、下穿隧道的受力与变形规律,依托大连东港商务区220 kV电力隧道主体施工工程,通过单桩水平位移方程与经验参数修正公式、Peck公式相结合,对桩基、既有隧道变形进行理论分析和计算,并采用数值模拟试验和现场实测验证。分析了电力隧道开挖对桩基位移及受力的影响规律,研究了既有隧道的沉降变形。研究结果表明：桩基水平位移及桩端沉降均随电力隧道施工的进行不断增加;随着桩身深度增加,桩身轴力先增大后减小;随着隧道与桩间距增加,桩身轴力先增大后趋于稳定;桩身弯矩在不同深度内均随隧道与桩距离增大而增大,但增幅较小;既有隧道的存在也会对桩基产生变形影响;数值模拟得到的既有隧道最大沉降位移为7.34 mm。数值模拟结果与理论计算及现场实测结果一致。研究结论为同时穿越的类似工程提供参考。