桩承结构可靠性理论研究与工程应用进展

针对桩承结构的工程安全性问题,通过可靠性的基本理论进行研究,同时分析工程应用的一些问题,包括简述桩基可靠性的基本概念与可靠度指标的主要计算方法;根据边坡抗滑桩、建筑桩基础与基坑围护桩、深水桩基础等承载特点,分别对相关可靠性理论和计算方法进行总结,并列举一些桩承结构可靠性的工程应用;阐述桩承结构可靠性理论研究进展,并提出工程应用中存在的问题,同时提出进一步研究的方向应为模糊可靠性分析。     

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.     

开挖过程对桩基影响的工程实例对比分析

采用3维快速拉格朗日法(FLAC3D)建立了考虑基坑分步开挖对桩基础影响的动态计算模型.该模型考虑了桩土之间的相对滑移作用,土体采用摩尔-库伦计算模型.计算分析了桩身轴力、桩身最大拉力值及其位置随开挖步的变化,通过与实测值对比验证了模型的准确性,进而对比分析了开挖前后桩基础承载性能的变化,并探讨了开挖后桩基承载力的损失机理.结果表明:基坑开挖使桩身轴力发生明显的变化,开挖后使桩基处于受拉状态,桩身最大拉力值随开挖深度的增加而增大,且其位置随开挖深度的增加而下移;开挖使得桩基的承载性状发生了显著的变化,由于土体卸荷回弹,桩身上部土体对桩周的约束作用明显减小,使得桩顶的荷载向下传递量明显增加;开挖降低了桩基承载力,其损失主要来自桩侧摩阻力.     

Multi-criteria assessment of offshore wind turbine support structures based on dynamic property optimization

Increasing size of wind turbine and deep water deployment have raised the issue of appropriate selection of the most suitable support structure to make offshore wind energy cost competitive.The paper presents an optimization methodology for decision making process of bottom mounted supports of offshore wind turbines （OWTs） through reasonable engineering attributes derivation.Mathematic models of support structures are reduced by the generalized single-degree-of-freedom theory with relatively fewer structural parameters.Soft-stiff design optimization based on dynamic properties of OWTs is performed for monopile and lattice supports with different wind turbines,water depth and hub height.Attributes of support structures,wind turbines and environment conditions are applied in the multi-criteria decision making method——TOPSIS for benchmarking of those options.The results illustrate the effectiveness of the proposed optimazation methodology combined with economical and environmental attributes together.     

挤土桩群整体抬浮的分析与思考

通过介绍汕头市明珠花园桩群整体抬浮及处理的情况,说明场地土大面积隆起是桩群抬浮的根本原因;并分析场地土隆起的机理,探讨避免或减少隆土的措施．     

基于有限元和神经网络法的桩基础沉降分析

以沉降控制复合桩基础的沉降为研究对象,介绍了有限元和神经网络法的数值分析方法,并运用这两种方法对桩的沉降量进行了预测,对比了它们的结果,分析其产生差异的原因,结果表明:两种方法的沉降预测数据与实测数据误差均小于10%,说明预测精度较高,可以在节省资源的情况下获得较理想的预测结果.     

液化滑移地层桩基础破坏机理分析

地震液化产生的侧向滑移或流动地层对桩基础的破坏作用一直缺乏系统的震灾调查数据和统计分析,对设计方法的修订也缺乏相应的理论依据。本文对地震液化地层滑移作用,软硬互层交界面效应等进行应力简化,基于修正Winkler地基梁理论及日本抗震规范推荐的响应位移法,通过对桩基破坏的算例分析,初步验证了应力解析法的有效和实用性,为我国近期发生的浅源断层大地震区的桩基抗震设计提供借鉴。     

高原山区微型桩群桩基础抗拔性能研究

探讨微型桩群桩基础的抗拔性能以及将布置方式改为斜桩后不同倾角下抗拔性能的变化。通过在川西地区开展原位足尺试验,并结合数值模拟对计算结果进行分析。结果表明：本文建立的微型桩群桩基础有限元模型是可靠的;微型桩2×2型群桩基础在该地层条件的抗拔性能表现不理想,不能满足设计要求;将基桩布置方式改为斜桩后,其极限抗拔承载力显著提高,侧摩阻力以及桩周土阻力随着倾角的增大而增大,但倾角存在一个最优值,当其增大到25°后抗拔承载力不增反减。因此,在实际工程中,建议微型桩群桩基础在采用布置斜桩提高抗拔性能时的倾角取15°～20°。     

单桩基础弱化对海上风机动力响应的影响

为研究海上风机在基础弱化条件下的动力响应特性以及基础刚度对其动力响应的影响,以某单桩基础的海上风机为例,建立考虑基础刚度弱化的海上风机动力分析模型,进行不同基础刚度条件下风机的整体动力响应分析。研究结果表明：基础刚度降低,对上部结构的约束作用减弱,结构的自振频率随基础刚度降低而减小,逐渐接近风机1P频率,增大结构共振风险;泥面和塔底处的水平位移受基础刚度影响较大,而塔顶水平位移对基础刚度变化不敏感;基础刚度降低会轻微增大极限弯矩荷载,但会较明显地增大塔底疲劳荷载,导致对结构疲劳的不利影响;风机紧急停机会产生更剧烈的结构响应,并且基础刚度降低会加剧这一现象。     

桩侧注浆提升既有桩基承载特性试验与数值模拟

为揭示粉质黏土地层既有桥梁桩基的桩侧注浆加固机理,本文通过模型试验研究了注浆压力、水灰比对桩侧土体加固模式及加固效果的作用关系,采用数值模拟获取了桩侧注浆对既有桩基承载特性作用规律。研究结果表明,水泥单液浆在粉质黏土地层中以挤密劈裂的加固方式为主,水泥浆液扩散模式呈现直线式、放射式;粉质黏土注浆加固效果与注浆压力正相关,随水灰比的升高而呈现先升高后降低的趋势。桩基桩侧加固可以有效的提高加固范围内的侧摩阻力,桩基深部相较浅部侧摩阻力提升更明显。