路堤荷载下刚性桩复合地基稳定性计算

通过Boussinesq公式的改进解,考虑土拱效应,计算合理的桩身被动荷载,并根据非线性地基反力法,求得桩身内力分布模式。在此基础上,结合刚性桩复合地基的失稳破坏模式,采用桩身抗弯强度控制路堤的整体稳定性,并将其换算得到的抗剪强度指标应用于极限平衡法中,得到一种以桩身内力计算为基础的路堤荷载下刚性桩复合地基稳定性计算方法。最后,将本文方法与三维数值模拟、传统的极限平衡法以及等效砂桩法等简化计算方法进行对比。研究结果表明:本文方法能有效反映路堤荷载下刚性桩复合地基失稳破坏的机理,得到较合理的路堤整体稳定安全系数。     

传递矩阵法在横向受荷桩计算分析中的应用

针对现行的《公路桥涵地基与基础设计规范》在横向受荷桩计算分析中无法对地基分层、桩侧土地基比例系数变化或桩身抗弯刚度变化直接解答等缺点,将传递矩阵法引入横向受荷桩的结构计算分析中.根据线弹性地基反力法的基本原理,将桩划分为若干单元并将其简化为多点弹簧支承的连续梁,利用材料力学的知识求得结点之间状态向量的传递关系及桩的总体传递矩阵;根据桩底边界条件,求得桩顶的初始状态向量.通过实例分析与其他计算方法比较,结果表明该法可有效地解决现行规范计算方法存在的不足之处.     

电阻Y联接和△联接的等效变换关系的求证

提出求证电阻星形联接和三角形联接之间的等效变换关系的一种新方法,利用外接电阻或者外接电源的方法,将电阻星形联接和三角形联接之间的等效转化为二端网络电路之间的等效问题,在简化电路的分析基础上,求解代数方程组,从而获得电阻星形联接和三角形联接的等效变换关系式.     

水平力作用下垂直管桩内力计算方法

本文提出的计算方法比我国规范法—m法、K法通用性强,它不仅适用于三角形、抛物线基床系数分布,而且可用于任何形状基床系数分布.不局限于单层土壤地基,亦可用于多层土壤地基.不需要任何计算图表,计算方便.     

刚性桩复合地基沉降计算方法探讨

刚性桩复合地基是目前地基处理的主要形式之一,地基沉降又是其研究的重要部分.对于复合地基的沉降计算以往都是采用按面积置换率法计算复合模量,然后用分层总和法计算.阐述了刚性桩复合地基与一般复合地基在承载力计算方法和沉降计算方法上的不同,并结合工程实例分别采用按面积置换率和按承载力提高系数的方法计算复合模量,再使用分层总和法计算地基沉降.两种方法计算结果的差异,说明以往使用的计算复合地基沉降的面积置换率法在计算刚性桩复合地基沉降时是需要改进的.     

抗滑桩内力计算悬臂桩法的改进

对抗滑桩内力计算之悬臂桩法作了适当改进：建立了滑动面上下统一的坐标系;将桩在滑动面以上部分视为弹性定向铰支的悬臂梁,以使滑动面上下位移符合连续性的实际情况;桩在滑动面以下部分视为“Winkler”弹性地基梁,采用地基系数“m”法计算桩身内力,推导了有限差分计算公式;编制了全桩内力计算程序,可适用于滑坡推力和桩前滑体杭力分布的多种形式以及抗滑桩为刚性桩和弹性桩的情况,同时可得到理想的可视化计算结果．以算例进行了比较验证,并介绍了工程应用实例．与传统方法相比,有效地提高了抗滑桩内力分析效率和计算精度．     

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.     

长短桩复合地基沉降计算方法分析及探讨

地基沉降计算在地基基础工程中存在着很大的难题。虽然许多研究在沉降计算方面付出了巨大的努力,但在计算精度上仍存在很大差异。现行的关于长短桩复合地基沉降理论一直处于摸索和发展之中。本文通过对等效天然地基法和加权模量法进行沉降计算,分析得出:(1)等效天然地基计算计算结果比较符合实际,加权模量法计算虽然比较简单,但是沉降计算的误差比较大。(2)加权模量法沉降计算中,桩体对褥垫层及下卧层都具有一定的刺入变形。针对刚性长短桩体在复合地基中的压缩模量计算没有考虑桩顶和桩底的刺入变形效应。而在实际工程中,仅由桩身压缩模量计算得到的复合模量和实际有很大误差,因而计算得到长短桩复合地基的沉降量很小,不符合实际需要,故本文提出一种方法对加权模量法计算方法进行改进,希望其有助于复合地基沉降计算的深入研究。     

后处理二元复合地基作用机理与变形计算

在路基后处理技术的基础上研究提出一种对部分填土路基水泥土桩复合地基,采用小桩后处理技术,形成双层复合地基的路基后处理技术.具体为:预先采用水泥土搅拌桩处理地基、进行部分路基填土施工,然后在填土标高施工无砂混凝土进行后处理,可用于静态设计工程,也可用于动态设计工程.研究表明,该技术具有硬壳层的扩散作用、刚性垫层作用、小桩对路堤的加固锚固等效应,沉降变形计算可采用上下刺入法、复合模量分层总和法计算,复合模量分层总和角点法计算时,可将路基荷载等效成矩形分布的荷载分层作用在地基上,分别计算,然后相加得到.该方法在大广高速公路扶项段台后高填方软土地基得到了成功应用.     

分层土中单桩的水平动刚度计算

根据能量守恒原则,利用桩的水平静载变形曲线求取分层土等效为均匀土层的参数;采用Winkler地基梁模型计算了分层土中桩的水平动刚度,并针对Winkler地基梁模型计算动力问题的缺陷提出修正建议。本文中提出的方法也可用于分层土中单桩弯曲、垂直动刚度的计算。     

确定斜坡地基比例系数m值的模型试验研究

为研究斜坡坡度及水平荷载作用角度对斜坡地基比例系数m值的影响,设计并完成了一系列斜坡地基刚性桩水平承载室内模型试验,测得了不同斜坡坡度及水平荷载作用角度下地基比例系数m值.试验发现:斜坡地基比例系数m值随地面处桩身水平位移x、斜坡坡度α及水平荷载作用角度β增加呈非线性减小,当x10mm时,m值几乎保持为一定值,并据此建立了斜坡地基比例系数m值与坡度α及荷载作用角度β之间的拟合关系式.理论与试验对比分析表明:根据考虑斜坡空间效应影响确定的斜坡地基比例系数m值,计算得到的桩身内力、位移与实测结果最接近,最大计算误差小于10%;斜坡桩基设计时,建议取地面处桩身水平位移x=10mm对应的m值.     

单桩基础、地基梁与框架共同作用

针对山区高层建筑常采用一柱一桩,桩端为起伏变化基岩等条件,依现行桩基规范,采用m值法确定桩周地基弹性抗力系数,计算单桩桩顶的柔度、刚度矩阵;采用有限元法建立地基与地基梁总刚度矩阵;按逐步扩大子结构分析方法,分别对单跨地基梁、上部框架结构荷载及刚度的凝聚,求得两者各在桩顶处的边界结点等效荷载、等效刚度矩阵。然后按桩、地梁、框架柱在桩顶处变形协调条件建立整体刚度矩阵。对不同桩基条件下进行具体分析。上述方法还适用于其它上部结构或下部结构。     

Winkler-Pasternak弹性地基上变截面纳米梁在温度影响下的自由振动分析

基于Euler-Bernoulli梁理论和Eringen非局部弹性理论推导得到Winkler-Pasternak弹性地基上变截面纳米梁在温度影响下自由振动问题的控制微分方程,采用微分变换法(DTM)对无量纲控制微分方程及其边界条件进行变换,计算了Winkler-Pasternak弹性地基上变截面纳米梁在温度影响下和两端夹紧-夹紧、夹紧-简支以及简支-简支三种边界条件下横向自由振动的无量纲固有频率.再将控制微分方程退化到无温度变化和无弹性地基的等厚度纳米梁,给出了简支-简支边界条件下其自由振动的前4阶无量纲固有频率,并将得到的结果与已有文献的结果进行了比较,验证了DTM对求解该问题的有效性.结果表明:在保持其它参数不变的情况下,纳米梁的无量纲频率随无量纲地基参数的增大而增大,随截面变化系数和无量纲升温的增大而减小.     

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。     

考虑桩-土-垫层共同作用的刚性桩复合地基沉降计算方法

分析了刚性单桩桩复合地基的荷载传递机制,针对单桩复合地基中桩、土、垫层相互作用特点,基于荷载传递法,通过简化桩土单元体竖向相对位移分布模式,引入弹塑性荷载传递模型,并考虑桩体的上刺与下刺变形,建立了刚性单桩复合地基沉降计算的基本微分方程,进而提出了一种新的能考虑桩-土-垫层体系共同作用的单桩复合地基沉降计算方法。结合现场单桩复合地基静载荷试验进行对比分析,结果表明,所建立沉降计算方法的计算结果与实测值吻合较好,且该方法计算工作量小,可为工程计算提供一定的参考。     

折减荷载法分析刚性桩复合地基路基绕流滑动稳定性

针对整体滑动稳定安全系数满足规范要求的刚性桩复合地基路基仍然可能滑塌的事实,对刚性桩复合地基路基绕流滑动稳定分析开展了研究.基于对桩土作用力的研究,对桩土作用力进行了简化处理,提出了折减荷载法用于刚性桩复合地基绕流滑动稳定分析.工程实例表明刚性桩复合地基路基需要分析绕流滑动稳定性,折减荷载法简单实用.     

静压桩筏板地基分层沉降变形监测分析

桩筏基础的竖向受力工作性状与刚性桩复合地基相似.尝试采用刚性桩复合地基有关理论及计算模式来分析桩筏基础的沉降变形工作状态.结果表明,采用刚性桩复合地基的应力扩散法比复合地基"规范法"预测变形精度更高;规范法计算复合模量的方法存在不足.     

井式梁的最大弯矩及剪力系数应予修正

本文运用有限单元法对《建筑结构静力计算手册》中的几种平面形状的井式梁进行了分析计算,将其内力与查系数算得的结果比较,发现按系数表近似计算的M、V值并不一定是该梁的最大弯矩及剪力。井式梁楼盖梁自重简化为梁上均布线荷载,板面荷载简化为作用梁上的三角形或梯形荷载,所算得的结果比较正确。提出应对《手册》中井式梁内力系数予以修正,以免结构设计人员采用查系数计算井式梁内力而引起较大误差。     

探讨刚性桩复合地基技术

本文通过对刚性桩复合地基承载力计算和刚性桩复合地基沉降计算的阐述,结合工程实例探讨了刚性桩复合地基技术.     

刚性桩复合地基桩土应力比计算

分别取桩、土单元进行受力分析,建立变形协调微分方程.基于荷载传递法,考虑群桩效应的影响,计算出桩与桩侧单位厚度土相互作用的等效刚度系数.根据桩、土和垫层的协同作用及边界条件,求得了刚性桩复合地基桩土应力比,并对影响桩土应力比的参数进行了分析.本文方法考虑了群桩效应、侧向土压力等因素对桩侧摩阻力的影响,对已有的模型试验进行计算,所得计算结果与实测结果较为吻合,验证了该方法的合理性,对工程实践具有一定的指导意义.