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cut-off方法刚性承台下群桩基础优化分析

针对刚性筏板下群桩基础优化设计问题进行分析,通过改变桩长分布来调整各桩的荷载分担,群桩分析采用基于弹性理论的积分方程方法,并通过cut-off方法来反映桩的弹塑性特性,实现群桩基础的弹塑性优化分析,改进了常规弹性分析方法的缺陷。算例分析表明,随着外荷载的不断增加,角桩首先达到极限荷载,对角桩超出极限荷载的部分进行重新分布,继而使得边桩逐渐达到极限承载状态,继续加载直至内桩也达到极限承载状态,从而引起桩筏基础的整体破坏。采用cut-off方法可以改进基础变刚度优化设计,使之与实际情况更为吻合。

刚性承台下垫层-桩-土相互作用的近似解析法

基于桩基沉降分析中已被广泛接受的剪切位移法,考虑刚性承台下的垫层-桩-土相互作用,提出了带垫层桩体复合地基的一种近似解析方法,分析时假定垫层与承台接触紧密,根据变形协调和荷载平衡条件,可推导出了桩土分担比和基础沉降的显式解答。作者所求得的桩土荷载分担比与边界元解答具有较好的一致性,而在反映基础沉降特性的无量纲刚度上,两者还存在着一定的误差。该方法可以进一步推广用于非均质地基中的群桩沉降分析。

刚性承台下柔性群桩和桩周土荷载传递规律研究

对桩侧土及桩端土均采用线性荷载传递函数 ,同时考虑桩周土所分担的荷载对基桩荷载传递规律的影响 ,利用力学理论及微分方程的近似解法—子域法 ,研究了刚性承台下柔性群桩及桩周土的荷载传递规律。得到了在刚性承台下 ,中桩最大侧摩阻力出现在桩端 ,边中桩、角桩最大侧摩阻力出现在桩顶附近 ,角桩桩顶反力最大 ,边中桩次之 ,中桩最小等有意义的结论。为了验证本文方法的可行性 ,作者将模型试验结果与本文计算结果进行了比较 ,对比表明

刚性承台群桩沉降简化计算方法

基于考虑桩土滑移和桩顶整体刚度动态调整的群桩计算方法,分析平均端阻比与荷载水平、桩土刚度比、桩长、桩径、桩距、桩数以及桩侧、桩端荷载传递函数等因素影响规律,用统计方法拟合端阻比与上述参数的近似表达式。参考等代实体基础计算模式,提出考虑了桩身压缩量和桩端刺入变形的群桩沉降简化计算模式,该方法考虑了沉降与荷载非线性关系。最后,通过离心模型试验验证实用简化计算方法的准确性。研究结果表明:采用简化计算方法所得结果与精确计算方法所得结果以及试验结果均吻合;桩身压缩量和桩端刺入变形不能忽略。

刚性承台下变截面柔性桩与地基相互作用的线性分析

对桩侧土及桩端土均采用线性荷载传递函数,同时,考虑桩周土所分担的荷载对单桩荷载传递规律的影响,利用力学理论及微分方程的近似解法—子域法,推出了刚性承台下变截面柔性单桩与地基相互作用的系列近似解析算式,并通过算例,将承台下变截面柔性桩的情况与同体积的等截面柔性桩的情况进行了对比。对比表明:改变桩型能提高柔性单桩及单桩承台的承载力。将模型试验结果与计算结果进行了比较,验证了解析算式的可行性。

刚性承台超大群桩承载性状的三维有限元分析

为了了解超大群桩基础的承载性状,用有限元分析程序ABAQUS,对土体采用莫尔-库仑模型,对桩土界面采用非线性弹簧模拟荷载传递,对超大直径超长桩组成的群桩基础的承载性状进行了参数分析。具体分析了桩数、桩距、桩长、桩径、土变形模量、土内摩擦角、土粘聚力等因素对群桩的荷载-位移曲线以及桩顶轴力分布的影响规律。

刚性承台桩基内力计算方法

针对港口工程中广泛使用的桩基础如何与刚性承台共同工作的问题,提出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刚性杆上的节点作为主节点,桩基与承台相连的桩基上的节点为从节点,推导出了刚性承台和桩基主、从结点的单元刚度方程,并编写相应的有限元程序。算例表明,采用这种方法计算刚性承台桩基内力是可靠的、合理的。

基于刚性承台群桩沉降的可靠度研究

针对在总结目前的群桩可靠度设计理论完全是基于承载力,提出了对于超大超长群桩基础采用基于沉降的可靠度设计概念,其中沉降计算模式考虑了桩身压缩以及桩端刺入量。在讨论了计算参数的分布规律后,用蒙特卡罗方法进行了可靠度指标的计算。通过一个算例表明,荷载水平增加会导致群桩可靠度指标急剧降低;可接受位移增加,可靠度指标增大,但这种趋势逐渐变缓。

刚性承台水泥搅拌桩复合地基沉降估算理论研究

根据刚性承台水泥搅拌桩复合地基的轴力和摩阻力分布规律,将软土-水泥土搅拌桩所受的力简化为沿桩身均布和三角形分布的摩阻力,这部分力在加固体下卧层内产生的应力认为用Mindlin解比较合理,并由此简化提出一种适于工程设计沉降预估的实用计算方法。

用换算桩荷载影响线法计算高桩刚性承台

换算桩法是一种与精确解法基本相一致的近似计算法。介绍用影响线的概念来确定基桩荷载的最不利位置及荷载组合的基本理论，进行实例计算，并与精确解法的精度进行比较，误差甚小。

刚性承台桩基础的有限元分析

本文运用有限元原理,先对单桩进行有限元分析求出桩头的出口刚度矩阵,然后根据刚性承台与各结点单元之间主从节点自由度外的变换关系,建立结构的总刚度矩阵;根据外部荷载矩阵求解各单元内力及位移,由承台上各结点内力和位移再来求解桩身各点处的桩身内力、位移及土抗力。并编写了计算程序。运用于桩身变截面、多层土质、桩基不规划布置及各种支承情况。具有一定的实用价值,可供参考。

刚性承台下柔性群桩与地基相互作用的线性分析

对桩侧土及桩端土均采用线性荷载传递函数 ,同时考虑桩周土所分担的荷载对桩基荷载传递规律的影响 ,利用力学理论及微分方程的近似解法—子域法 ,推导出了刚性承台下柔性群桩与地基相互作用的近似解析算式。在刚性承台下 ,中桩最大侧摩阻力出现在桩端 ,边中桩、角桩最大侧摩阻力出现在桩顶附近 ,角桩桩顶反力最大 ,边中桩次之 ,中桩最小。为了验证本文方法的可行性 ,将模型试验结果与本文计算结果进行了比较 ,对比表明

饱和土-管桩-刚性承台水平振动研究

基于饱和多孔介质理论,建立了饱和土-管桩-刚性承台耦合体系的系统模型,研究了水平简谐荷载作用下饱和土-管桩-刚性承台耦合体系的振动特性。将桩周土和桩芯土视为饱和土,基于多孔介质理论给出了饱和土的运动方程,同时将承台视为刚体建立了其运动方程。考虑土体边界条件和管桩-土体连续性条件,运用分离变量法得到了桩周饱和土和桩芯饱和土的水平振动解。考虑管桩桩端边界条件并运用初始参数法求解了管桩的水平振动,在此基础上考虑管桩-承台的连续性条件并借助传递矩阵法得到了刚性承台水平位移的频域解析解。数值算例结果表明:饱和土-管桩-刚性承台耦合体系在水平简谐荷载作用下存在着明显的共振,管桩管壁较薄时容易造成共振,桩芯土的存在可以提高饱和土-管桩-刚性承台系统的抗震性能,增大管桩埋入深度可以较明显的降低承台水平位移幅值,减小承台高度和减小承台质量有助于提高体系的抗震性能。

刚性承台和柔性承台软土桩基沉降计算框架

为研究软土地基中刚性承台和柔性承台的桩基沉降特性,考虑到软土地基的蠕变效应,基于Burgers模型提出了桩基长期沉降计算程序框架,并结合实际工程案例,对软土地基下的刚性和柔性承台桩基进行了沉降计算。结合实际工程监测数据,验证了程序计算方法的正确合理性,并利用有限元软件建立了柔性承台群桩基础模型,对比了理论和有限元计算结果。结果表明:刚性承台和柔性承台的桩基沉降在前期增长较快,沉降值受荷载变化影响敏感,荷载增加的同时,沉降伴随增加,荷载稳定后,沉降也基本处于稳定。相比之下,刚性承台桩基沉降数值稳定后,随时间变化不大。柔性承台桩基沉降值最大的为群桩中部桩,由中部到边缘沉降值逐渐减小。与有限元计算相比,通过该框架进行编程计算桩基沉降的效率更高。

刚性承台下柔性桩与层状地基相互作用的线性分析

该文对桩侧土及桩端土均采用线性荷载传递函数 ,同时考虑桩周土所分担的荷载对单桩荷载传递规律的影响 ,利用力学理论及微分方程的近似解法———子域法 。

柔性承台下复合地基应力和沉降计算研究

柔性承台下复合地基的受力性状与刚性承台下复合地基有很大差别,常用的复合地基应力和沉降计算理论均基于刚性承台下复合地基,使计算值与实际值相差较大。利用Mindlin解与Boussinesq解联合求解柔性承台下复合地基的附加应力,可以得到与实际较符合的应力分布。利用Vesic小孔扩张理论计算桩体刺入柔性承台的量,并对分层总和法求得的沉降进行修正,可以得到与实测接近的沉降计算值。

桩基承台设计的拉压杆模型试验研究

本文介绍了6个大型桩基承台的双向剪切破坏试验结果,并与属于截面力法的ACI建筑规范法和采用拉压杆模型的加拿大砼规范法进行了比较。结果表明,ACI建筑规范法的计算值与试验结果相差较大,对某些参数有所忽略,如纵向筋的作用,对承台厚度的作用估计过高。而拉压杆模型较好地反映了大型桩基承台的性质。

框架式承台的计算与配筋

本文通过对框架式承台的受力模形简化和内力分析，揭示了承台的内力变化规律，据此提出了更为合理的配筋方式，对以后的设计和承台内力分析均有所裨益。