桩土界面的数值模拟及群桩P-S曲线的数值分析

回顾和总结桩土接触界面无厚度Goodman单元法的主导思想,针对竖向受力承载群桩的P-S曲线数值分析模型给出了三维无厚度界面单元,以模拟桩土相互接触界面,利用所建立的桩土数值模型对群桩的P-S曲线进行了数值模拟分析和预测,探讨群桩工作机理及群桩效应。     

桩土耦合纵向振动时桩顶频域响应积分变换解及应用

首先从轴对称角度出发，建立了弹性支承桩在桩顶受任意激振力作用下，桩土纵向耦合振动的定解问题，然后利用拉普拉斯积分变换将定解问题转换到拉氏变换域进行求解．利用桩土接触界面的位移协调条件和力的平衡条件，最终推导求解得到了基桩桩顶复阻抗、速度导纳函数的解析表达．利用所得解对桩土系统的耦合振动特性作进一步分析，并重点讨论了土层粘性材料阻尼的特殊影响，最后将理论解与现场工程桩实测曲线进行了拟合对比，两者较为一致．     

桩-土界面扭剪剪切与直剪剪切的差异性研究

直剪试验在剪切过程中桩-土的剪切面积逐渐减小,导致垂直应力发生偏心,剪应力不能保持均匀分布,并不能反映土体的实际软弱剪切面,而扭转剪切能够保持剪切过程中桩-土的接触面积始终不变,避免了垂直应力发生偏心。针对新出现的界面扭剪试验和常规直剪试验在桩-土界面研究中的差异,探讨了两种剪切方式下的桩-土界面的摩擦特性,设计了桩-土界面摩擦单元,并基于相同剪切速率和桩-土界面接触条件,进行不同含水率和法向应力下的扭剪试验和直剪试验。试验结果表明扭剪和直剪试验的不同之处为:(1)扭转剪切的桩-土界面剪切强度为直剪剪切强度的1.5～2.1倍,扭剪剪切的剪应力达到最大值后会呈现出不同程度的软化或保持基本不变,而直剪剪切的剪应力表现为硬化趋势;(2)同一法向应力下,随着含水率的增加,扭剪试验的极限剪切位移逐渐增加而直剪试验的极限剪切位移呈现出微弱的降低;(3)直剪剪切界面摩擦角明显低于同条件下扭剪剪切的界面摩擦角。试验结果可以为桩-土界面研究中扭剪试验和直剪试验剪切强度的转换提供参考。     

CFG桩数值模拟的可行性研究

由于CFG桩具有工程造价低,施工速度快,质量容易控制的特点,引起了各个部门广泛的关注,而且产生了显著的经济和社会效益。长螺旋钻管内泵压CPG桩是近年来发展起来的一种复合地基新技术,在全国大部分地区推广应用。本文通过对某具体工程进行数值模拟,与载荷试验检测报告进行了对比分析,证实了数值模拟的准确性,证明CFG桩的数值模拟是可行的。     

增层开挖条件下既有建筑群桩基础三维数值分析

既有建筑下增层开挖对群桩基础的影响不同于基坑开挖对待建建筑桩基的影响,采用HARDENING-SOIL弹塑性模型模拟土体及接触面单元模拟桩土相互作用,分别就摩擦型桩和端承型桩,建立桩筏基础-地基-增层开挖三维有限元模型,分析增层开挖后桩顶反力、桩身轴力、桩侧摩阻力、桩体水平位移和桩身弯矩分布规律,并对比分析桩顶Q-S曲线和桩侧摩阻力在开挖前后变化规律,通过研究,取得了增层开挖对既有建筑群桩基础影响的基本认识,揭示了开挖后摩擦型桩和端承型桩不同变化规律,这些规律有助于类似工程的设计施工。     

水泥土搅拌桩复合地基受力机理分析

应用flac3D数值分析软件对路堤下水泥土搅拌桩复合地基受力机理进行分析;把路堤假设为一个柔性荷载和一具有较小刚度和厚度的垫层,对水泥土搅拌桩复合地基的变形、强度、承载特性、荷载传递、桩土间相互作用等力学性状进行了研究;探讨了桩土模量比、桩长、荷载对桩顶应力的影响,及桩土模量比对桩土中荷载传递规律的影响,得到了具有一定工程价值和理论意义的结论。     

桩侧及桩端阻力影响因素的研究

近几年来大直径灌注桩应用不断增多,对大直径桩承栽性状的认识逐步深入.就桩侧阻力的发挥性状而言,大量测试结果表明,发挥侧阻所需要相对位移并非定值,而与桩径大小、施工工艺、土层性质与分布位置有关.不过,大量常规直径桩的测试结果表明,发挥侧阻力所需相对位移-般不超过10mm,且先于端阻发挥出来,因此对于常规直径桩,认为发挥桩侧阻力所需相对位移趋于定值的结论应用于实际工作中也不会有很大的误差.当桩侧土中最大剪应力发挥到极限时,即开始出现塑性滑移.但该滑移面往往不是发生在桩土界面,而是出现在紧靠桩表面的土体中.这是由于成桩过程形成一紧贴于桩身的硬壳层.对于饱和粘性土中的打入式预制桩,桩土界面的挤压应力最大,超孔隙水压力也最大,在桩土界面上形成一"水膜".该水膜不仅起到降低沉桩贯入阻力的作用,而且有加速桩表面土固结的作用,经静置固结,形成一紧贴于桩表面的硬壳层.剪切滑移面发生于硬壳外侧,相当于增大了有效桩径,总侧阻力因此提高.     

p-y法中桩身单元设置对计算海上风电单桩基础水平位移的影响

p-y曲线法较好地反映了桩土相互作用的变形特性,是应用最广泛的水平受荷桩非线性分析方法。然而对于p-y曲线法中桩身单元数量和间距的最优设置,一般根据经验定性给出,缺乏足够的定量研究。鉴于此,本文通过有限差分法推导了p-y曲线法的非线性解答过程,并将解答方法编制成MATLAB程序;然后针对砂性土地基,在不同相对密实度、桩径和深径比的条件下,分析桩身单元数量和间距对桩身水平位移的影响。根据研究结果得出桩身单元数量和间距最优设置的拟合公式,为海上风电单桩基础设计提供技术支撑。     

静压桩挤土效应模型试验方法探讨

归纳了有关学者在静压桩挤土效应模型试验方面所做的工作,对挤土效应室内模型试验的实验装置、土样的制备、测点布置等方面进行了分类阐述,总结了室内模型试验所得到的总体近似规律和单桩、群桩沉桩挤土效应的近似规律,揭示了挤土效应室内模型试验土体内部规律较难揭示、试验土样难以使用原状土、群桩相互作用下挤土效应机理研究有待深入,提出了考虑孔隙水压力进行数值验算、考虑"时间效应"对挤土效应进行研究等观点。     

公铁路线中边桩坐标计算通用程序

分析各种线型单元的公铁路线的几何性质,以不完全缓和曲线路线单元的中桩和边桩坐标计算公式为数学模型,以CASIOfx-4850P型编程计算器为计算工具,编辑各种线型单元的公铁路线中、边桩的坐标及放样极坐标的通用计算程序,以提高路线施工测量的计算工作效率。     

锁扣钢管桩在基坑围护结构中的变形特性

锁扣钢管桩具有施工效率高、可回收重复利用等优点,逐渐被用于基坑围护结构中。为探明锁扣钢管桩在基坑支护中的受力和变形特点,开展锁扣钢管桩围护基坑开挖相似模型试验和数值模拟。通过对基坑地表沉降以及桩身位移进行监测,发现基坑地表沉降曲线随着开挖深度的变化,呈略微凸起的三角形曲线形式,随着基坑开挖深度的增加,沉降量逐渐增大,地表沉降曲线变为下凹的“勺形”变化。随着开挖深度进一步的增加,围护桩水平位移逐渐增大,上部变形在架设支撑后受到限制,后续开挖引起的桩体最大水平位移点随之下移,围护桩变形逐渐变为弓形。锁扣钢管桩在基坑围护中可以起到很好的限制土体水平位移的作用,为锁扣钢管桩在未来基坑支护中的应用起到了一定的参考作用。     

桩土滑移的饱和土中海洋高桩竖向振动特性研究

海洋工程深水基桩下段埋置于土中,基桩上段暴露于水中和空气中,基于一维杆理论建立了饱和土中深水基桩的竖向振动简化计算模型。利用阻抗传递法,获得了深水基桩的桩顶竖向振动频域解析解和时域半解析解。计算结果表明,桩土接触相对滑移模型在接触刚度很大时与完全黏结条件下的深水基桩竖向振动响应基本一致,当接触刚度减小时,基桩动力响应增大,说明完全黏结条件过高地估计了土层的阻抗,造成桩顶响应减弱;频率相关的阻尼系数可以抑制导纳的发散效应,能够更好地模拟桩土动力相互作用。分层模型计算表明,暴露段对基桩振动产生明显影响,时域反射信号在泥面处会产生同向反射,此外,上、下土层的模量比也会对桩的振动响应产生一定的影响,这些不加以甄别会引起基桩检测误判。     

桩土相互作用模型分析及土弹簧的刚度确定

以实际工程为背景论述了P-y曲线法和m-p-y曲线法及m法,分别对模型进行桩土作用分析比较二者之间对结构应力效应的不同影响.在实际工程中m法对于桩基计算是结合设计规范的一种计算方法,对工程计算有一定的参考价值.     

静压桩的挤土效应分析及在某软土地基中的应用

本文首先从单桩效应和群桩效应两个方面对静压桩的挤土效应进行了分析,然后以合肥某小区为例,分析了静压桩在该区软基中的施工应用。监测数据表明该工程选用静压桩施工满足设计要求。     

考虑桩土相互作用的抗滑桩加固边坡破坏模式分析

抗滑桩是加固边坡的常用方法,不同的抗滑桩设计方案会影响桩加固边坡的破坏模式与稳定性。本文采用数值方法来模拟桩土相互作用,建立了抗滑桩加固边坡的计算模型。通过以坡面位移突变为判据的强度折减法计算加固边坡的安全系数,同时获得加固边坡的破坏模式。以某一土质边坡为例,分析了不同抗滑桩桩径及设桩位置组合下的加固边坡破坏模式,并从抗滑桩桩顶位移的角度来解释加固边坡破坏模式的变化规律。结果表明:抗滑桩的设桩位置对加固边坡的破坏模式起决定作用,不同的设桩位置会产生桩后土体滑移破坏、桩前土体滑移破坏和桩身断桩破坏3种破坏模式;抗滑桩的桩径决定了桩的抗弯能力,从而决定加固边坡在发生破坏时是桩失效还是边坡失稳。     

石灰桩加固软弱地基技术的应用

前言石灰是一种早已应用于建筑物地基处理中的建筑材料,将生石灰送入土体中形成的石灰桩也是其中的一种。石灰桩是一种柔性桩,石灰桩加固软弱地基的重要作用主要有以下两个方面:一方面生石灰成桩后吸水膨胀对地基土有横向挤密作用,促进土的固结,另一方面石灰桩与桩间土进行了一系列的物理化学反应,从而改善了桩间土的土质。石灰桩复合地基的受力特点是石灰桩和桩间土共同作用形成复合地基,通过桩体自身强度及对桩间     

不同壁座厚度的多壁座支撑桩FLAC~(3D)数值分析

多壁座支撑桩作为一种新型桩,用专用工具在钻孔壁上形成凹窝,按照正常工序浇筑混凝土,即可在桩的外侧形成壁座。该支撑桩与现有普通桩的区别在于:沿着现有桩体表面每隔一定间距设有盘体。为了研究壁座厚度对多壁座支撑桩承载力影响,本文选取4个不同壁座厚度多壁座支撑桩作为研究对象。利用FLAC~(3D)数值模拟,研究在其他条件不变的情况下,竖直埋设的多壁座支撑桩的壁座厚度对其承载力的影响。模拟结果表明:随着壁座厚度的增大,多壁座支撑桩的抗拔承载力呈现出先增大后减小的趋势。但是位移增加的幅度一直在增大。     

沉管灌注筒桩荷载-沉降曲线的拟合分析

采用双折线荷载传递函数,推导出沉管灌注筒桩(简称筒桩)轴向荷载(Q)-沉降(S)曲线的解析表达式．通过非线性优化算法,拟合实测的Q-S曲线,可得到桩土系统的工程力学参数,并由此计算得到桩身轴力及侧摩阻力分布曲线．对一根筒桩的实测Q-S曲线进行了理论拟合,表明本文公式的有效性．利用本文退化公式,计算沉管灌注桩的Q-S曲线,并与筒桩进行比较．     

浅谈在施工中如何应用石灰桩加固软弱地基技术

在现代建筑施工中，石灰是一种早已应用于建筑物地基处理中的建筑材料，将生石灰送人土体中形成的石灰桩也是其中的一种。石灰桩是一种柔性桩，石灰桩加固软弱地基的重要作用主要有以下两个方面：一方面生石灰成桩后吸水膨胀对地基土有横向挤密作用，促进土的固结，另一方面石灰桩与桩间土进行了一系列的物理化学反应，从而改善了桩间土的土质。     

散体材料桩复合地基桩土应力应变关系研究

根据桩土变形连续及协调条件，采用土力学及弹性力学理论分析了散体材料桩复合地基在鼓胀变形情况下桩与桩间土的应力-应变关系，并推导出当桩周土体达到极限平衡状态时的单桩极限承载力及复合地基极限承载力的计算公式。经工程实例验证，计算值与实测值基本吻合。