成层地基中单桩受扭弹塑性分析

为了探讨成层地基中单桩的受扭性状,基于桩侧土双折线模型,以塑性区开展深度为变量,推导了桩侧土分别处于弹性和塑性状态时桩顶的扭矩-扭转角曲线和桩身扭矩、扭转角分布曲线的递推计算方法,并编制出相应的计算程序,由此对比分析了单层与双层地基中桩身的受扭性能.最后,结合工程算例进行了应用,并完成了参数分析.结果表明:考虑桩侧土分别处于弹性和塑性状态所得结果更符合工程实际;桩顶扭矩T一定时,桩顶扭转角φ随桩身材料剪切模量Gp和半径r0的增加而减小;r0对T-φ曲线影响显著,同等条件下r0提高一倍,桩顶抗扭承载力提高4~6倍;可对桩周上部土层进行处理来提高桩身抗扭性能,其有效处理厚度为桩长的0.2倍.     

水平受荷倾斜群桩模型试验及受力机理研究

长期受水平荷载的工程涉及到倾斜桩的应用,其水平承载能力和桩周土体行为受到关注．设计了4组不同布桩方式的室内倾斜群桩水平加荷模型试验,针对6桩承台,对比分析了倾斜群桩的桩身位移、桩身内力及桩周土体变形,相较于群直桩,同向10°、对称10°和对称20°的倾斜群桩水平承载力分别提高了13.3%、28.3%和75.0%,桩顶最大水平位移依次减小了21.3%、35.6%和53.9%,倾斜群桩的桩身内力较小,侧摩阻力较大,桩顶土体水平位移最多减少了48.9%,桩底土体竖向位移最多减小了56.4%．建立了承台-倾斜群桩-土体在水平荷载作用下的精细化有限元模型,进一步分析了足尺条件下不同布桩方式倾斜群桩与土体的相互作用．直桩抵抗水平荷载的作用主要由土体沿桩身法向抗力提供,而倾斜群桩在水平荷载下产生较大的侧摩阻力,且斜桩侧摩阻力水平分量在抵抗水平荷载中发挥重要作用,对称20°倾斜群桩中侧摩阻力水平分量占比高达35%,所以其水平荷载能力更强,显著提高结构的抗侧刚度．承台与桩连接方式的改变没有影响其受力模式,刚接时桩顶存在负弯矩,更有利于减小桩身弯矩和桩顶位移．合理布置的倾斜群桩可以在水平荷载下发挥显著作用...     

成层软粘土地基非线性流变固结理论研究

研究了具有非线性流变特性的成层地基一维固结问题,并考虑了土的自重、渗透性变化和变荷载。基于多层地基一维线弹性固结解析解和迭代法,建立了求解该复杂问题的半解析算法,并编制了相应的计算程序AODNRCLS;此工作使固结理论更趋完善。     

倾斜荷载与负摩阻共同作用下的桩基承载特性

利用有限元方法模拟现场倾斜荷载试验及现场负摩阻试验,并对倾斜荷载与负摩阻共同作用下的基桩受力特性进行分析.首先,施加竖向荷载;然后,分先后顺序施加水平荷载与产生负摩阻的地面荷载.研究结果表明:地面荷载先于水平荷载施加对基桩承载有利,当地面荷载为竖向荷载的1.3％时,承受倾斜荷载时基桩桩顶水平位移、桩身最大弯矩、桩身最大轴力与未施加地面荷载情况相比,分别减小35.1％,22.2％和5.6％;当地面荷载后于水平荷载施加时,基桩的水平承载特性与仅受水平荷载时的相比无明显区别;桩侧负摩阻力略增大.     

成层地基中单桩沉降的时间效应研究

为研究成层地基中静荷载作用下单桩沉降的时间效应,采用Voigt模型来考虑桩侧土对桩的作用,根据桩侧土的成层性,将桩土系统从下至上划分为若干层,对每层桩土系统建立控制方程。运用阻抗函数递推方法求得了频域内桩顶位移响应的解析解,进而利用Fourier逆变换和卷积定理求得了静荷载作用下考虑时间效应的单桩桩顶沉降半解析解。运用该解析解讨论了两层和三层桩侧土工况时桩土参数对单桩沉降性状的影响,并将计算结果与工程桩的实测数据进行了对比,验证了本文解的合理性。     

层状地基中刚性承台群桩竖向力学分析

基于Winkler地基模型，建立分层土中单桩的荷载传递矩阵，并考虑被动桩与桩周土的相互作用，建立被动桩的位移控制方程，得到两根桩的相互影响系数a．提出了刚性承台下受荷群桩的位移内力计算的解析方法，并和有限元计算的结果进行了比较，得到了较好的一致性．     

水泥土搅拌桩地基处理中桩长桩间距非线性有限元分析

水泥土桩在增加地基强度、提高地基承载力、减少土体压缩变形等方而效果显著,近年来逐渐得到广泛应用,水泥土桩的复合地基相应的理论研究工作却远落后于实践,利用ANSYS非线性有限元的方法分析水泥土桩地基处理中对桩长和桩间距对加固层和下卧层应力的影响,加固层和下卧层沉降的影响参数影响。得出了合理控制设计水泥土桩的应力的一些结论。     

多层地基中桩的荷载传递分析

利用剪切位移法和传递矩阵法,根据分层分析原理,推导出了多层地基中桩的荷载传递矩阵,并在桩端应用双曲线荷载传递模型,模拟土的非线性变形特性,从而建立了可考虑土非线性影响的多层地基中桩荷载传递分析理论.该理论可用于计算多层地基中桩的沉降和极限承载力,也可用于分析多层地基中桩的荷载传递规律.通过与现场实测结果对比可知,计算结果与实测所得到的p s结果非常吻合,计算所得到的桩身轴力和桩侧摩阻力沿深度的分布与土层分布的实际情况相符,也与用其他分析方法得到的结果一致.荷载传递分析理论比有限元方法简单,并具有较强的实用性.它不但可用于分析多层地基中桩的荷载传递规律,也可用于分析嵌岩桩和扩底桩的荷载传递规律.     

成层地基中薄壁管桩水平承载性状数值分析

针对成层地基中薄壁管桩受水平荷载的问题,基于有限元理论,编制了薄壁管桩全桩位移和内力的计算程序,利用该程序结合工程算例对影响薄壁管桩水平承载性状的因素进行了分析.结果表明:桩径是影响薄壁管桩水平承载性状的主要因素,其次是桩长和地基土性质,而桩身刚度和桩身壁厚的影响相对较小.     

成层地基中考虑桩桩相互作用的双排桩受力变形分析

基于成层地基中的双排桩支护结构的受力变形特点,将前、后排桩视为竖直插入成层地基中的弹性地基梁,以不同刚度的水平弹簧模拟前、后排桩与其间成层地基土体的相互作用. 以各个土层接触面为水平分界面,将前、后排桩支护结构分为若干单元段,以朗肯土压力理论计算作用于后排桩的主动土压力,以弹性抗力法计算作用于前排桩基坑底面以下的土体抗力,且考虑地基反力系数沿深度的线性变化. 基于Euler-Bernoulli双层地基梁理论,考虑桩桩及桩土相互作用得到成层地基中双排桩支护结构的挠曲微分方程,并采用幂级数法求解,然后根据界面处内力与位移的连续条件及桩顶、桩底的边界条件,得到任一深度桩身的水平位移、转角、剪力与弯矩计算式. 最后通过一工程实例分析,将本文方法计算结果与实例结果进行对比分析,验证了本文方法的正确性.     

侧向荷载作用下单桩计算的有限元法

为克服现行侧向荷载作用下桩计算方法的缺陷，推出有限元法．本方法 可计算多层地基中的桩、变截面的桩，以及桩身受有分布荷载的桩．给出有关 算例表明与理论解的结果相差甚微．     

动载作用下钢筋混凝土梁非线性有限元分析

国内外大型的有限元软件有许多,就动力非线性分析而言,大型通用有限元软件ANSYS有明显的优势.以Suidan和Schnobrich[1]的试验为比照,利用大型通用有限元软件ANSYS对钢筋混凝土梁在爆炸荷载作用下的动力响应进行数值模拟,其中,混凝土采用ANSYS软件中特有的SOLID65单元类型及其对应的材料模型CONCRETE,钢筋采用LINK8杆单元和随动硬化双线性弹塑性(Kinematic Hardening Bilinear Plasticity)模型来实现.计算结果与Suidan和Schnobrich预示的响应十分吻合,并较好地模拟了梁的压碎和开裂过程.验证了该数值模拟方法以及有限元计算模型的正确性,为动载作用下钢筋混凝土梁非线性有限元分析提供了一有效方法.     

纵横向荷载作用下PHC管桩的有限元分析

为研究纵横向荷载作用下PHC管桩的承载性能,通过经试验验证的有限元模型,考虑了地应力和桩土接触的影响,通过变换土体的参数、桩头自由长度、桩端土特性等影响管桩承载力的因素,对竖向和水平荷载共同作用下管桩的受力特性进行了分析.竖向荷载的作用能提高管桩的水平承载能力.同时,还分析了水平荷载对管桩竖向沉降的影响.在竖向荷载较小...     

水平荷载作用下群桩效率及影响因素分析

水平荷载作用下的群桩效率是影响群桩基础水平抗力的重要参数.基于弹性叠加原理,在假设岩土体的应力扩散角恒定的同时,考虑了岩土体物理参数对相邻桩干涉效应的影响,重新推导了不同排列形式下单桩的群桩效应系数,并基于群桩效应系数,求解了1×2、2×2、3×3布置形式的群桩效率公式.同时通过有限元研究桩距与桩径比、弹性模量及泊松比对群桩效率的影响,发现桩距与桩径比和弹性模量对群桩效率影响显著,而泊松比对群桩效率影响甚微.最后通过对比群桩效率的有限元数值解与公式解,验证了公式法求解群桩效率的可靠性.     

仙女堡水电站桩基承载力有限元分析研究

为了论证桩基作为仙女堡水电站地基加固手段的理论的可行性,有必要计算桩基础承载力.以3#控河闸为例采用ANSYS建立了有限元模型,将三种水位与三种桩长组合成3种工况.计算结果表明三种水位工况下的变位及应力变化规律一致,且校核工况下变位及应力水平最高,其次为正常蓄水位,最次之为设计洪水位.天然工况下的地基沉降均超出了规范允许值,闸底板下游右侧铅直应力超过地基承载力,从理论上得出地基加固必要性.根据工程实际,对深厚覆盖层引起闸室的沉降、应力进行深入的研究,分析资料详细,可为类似工程提供借鉴经验.     

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。     

单调荷载下钢筋高强混凝土框架节点的非线性有限元分析

论述了单调荷载下分析、计算钢筋高强混凝土框架节点的非线性有限元方法 .针对高强混凝土选用基于等效单轴应变的增量式正交异性混凝土模型 ,高强混凝土单轴受力下的σ ε关系 .钢筋σ ε关系采用弹塑性模型及高强混凝土和钢筋之间采用双垂直弹簧模型 ,通过编制的二维非线性有限元分析程序计算了在单调荷载下的 4榀高强混凝土框架节点试件 ,计算结果与试验结果均吻合较好 .     

饱和土壤固结非线性有限元分析

为发展一个实用的土壤固结非线性有限元分析程序，在以往工作的基础上，以变分原理为基础，给出了饱和土壤固结弹塑性分析的基本方程．利用文中的理论，编制了有限元通用分析程序ＤＩＡＳＳ，并进行了例题计算．对考虑非线性弹性与弹粘塑性模型的土体固结分析方法进行了讨论．     

含局部减薄弯头的非线性有限元分析

利用非线性有限元方法对含局部减薄缺陷弯头建立三维有限元模型,分析了在单一内压作用下弯头的弯曲半径、局部减薄缺陷的尺寸以及位置对塑性极限载荷影响,总结出含局部减薄缺陷弯头的塑性极限载荷的变化规律,得出相同弯曲半径和相同尺寸的局部减薄缺陷位于弯头内拱处时,弯头的塑性极限载荷值最小,位于弯头外拱处时其塑性极限载荷最大的重要结论,为含缺陷弯头的安全评定提供了一定的理论依据.     

Nonlinear Finite Element Analysis of Mechanical Performance of Reinforced Concrete Short.Limb Shear Wall

On the basis of test, nonlinear finite element analysis of reinforced concrete (R. C) short-limb shear walls under monotonic horizontal load are carried out by ANSYS program in order to understand the evolution of cracking, deformation and failure course of the specimens. At the same time, the results of numerical calculation are compared with the results of test. The results indicate that, under monotonic horizontal load the failures of the specimens with flange wall and without flange wall all occur at the intersections of lintel bottom and limb of wall, the failures also occur at the bottom of limb; the load-displacement curve of wall without flange is steeper than that of wall with flange, and the ductility is worse than that of wall with flange; the results, such as cracking, deformation, yield load and ,so on of finite element analysis agree well with the results of test. These results provide theoretical basis of study and application of R. C shortlimb shear wall.