用有限差分法计算变截面横向受载的桩身位移和内力

利用有限差分法,推导出根据土的p-y计算变截面桩,在横向荷载的作用下,本身的位移和内力的计算公式,克服了以前利用有限差分法,只能对等截面桩进行计算的缺点。

水平受荷钢筋混凝土桩刚度退化对桩身位移的影响分析

对水平受荷钢筋混凝土桩,建立了可同时考虑桩身受弯开裂后刚度退化和土体水平抗力与位移非线性关系(p-y曲线)的弹性地基梁法,利用有限差分法实现求解。在不考虑土作用条件下,用上述方法分析某预应力高强度混凝土(PHC)管桩的简支梁抗弯试验成果,结果表明采用现行GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》(2015年版)的抗弯刚度退化模型模拟弹性地基梁上钢筋混凝土构件的非线性特性合理可行。对某软土地基中PHC桩的水平荷载试验进行分析,表明考虑桩身刚度退化的影响分析比仅考虑土体水平抗力与位移非线性关系(p-y曲线)计算得到的桩顶水平荷载-位移关系与试验结果更为接近,刚度退化对桩身水平位移影响较大。因此,该方法在钢筋混凝土桩基水平载荷试验的全过程分析、桩基水平位移控制等设计中有应用价值。

基坑开挖下倾斜长短组合桩受力及土体位移数值模拟

利用软件Midas GTS NX建立基坑支护模型,模拟分析基坑开挖过程中不同倾斜长短组合桩支护下,基坑土体位移及桩身水平位移与弯矩变化的规律;探讨组合桩桩长分配与长桩倾角对支护效果的影响。结果表明:基坑开挖过程中,随着开挖深度的增加,一定程度地增加长桩倾角能够有效减小土体变形和桩身水平位移,开挖面以下桩身最大弯矩也随长桩倾角的增加而减小;在总桩长一定时,最佳桩长分配受长桩倾角影响存在临界值,在长桩倾角临界值以下最佳桩长分配受倾角变化影响,在长桩倾角临界值以上长桩越长支护效果越好。在同一开挖深度下,桩身水平位移与长桩倾角有关,长桩倾角在开挖面以上相对于开挖面以下对桩身位移影响更大;开挖面以下,部分桩身最大弯矩与桩长成正比。

基于桩身位移测量的自平衡试桩极限承载力确定方法

针对自平衡试桩简化转换方法和传统的自平衡试桩精确转换方法的不足进行了改进,提出了基于桩身位移测量的确定试桩极限承载力的自平衡试桩测试方法,推导了基于桩身位移测量的自平衡试桩精确转换公式。结合工程实例,确定相关参数的合理取值范围。由于使上段桩中点附近桩身的位移与平衡箱下侧点向下的位移相等,也与等效受压上段桩的平均位移相等,考虑了平均位移的协调性,减少了转换系数的离散性,加上桩身位移测量的准确性比桩身应变测量要高,因而文中的方法更加合理、可靠和实用。

公路煤系地层基座边坡悬臂抗滑桩桩身位移控制设计分析

鉴于煤系地层基座边坡悬臂抗滑桩桩身位移的收敛问题,文章总结了煤系地层基座边坡的抗滑桩设计思路和主要问题。引入一煤系地层基座边坡工程案例,采用FLAC3D对煤系地层基座边坡悬臂抗滑桩桩身位移控制技术进行了分析,并对工程案例进行了监测验证。研究得出悬臂桩嵌固端桩长、桩身锚索、横梁支撑等协调桩身位移的关系曲线:悬臂段长为10m时,协调悬臂桩桩顶位移的合理嵌固端桩长宜为12m;1根锚索可约束2cm左右的桩顶位移,合理地增设嵌固端桩长最多可约束3cm左右桩顶位移;地梁支撑可约束10cm左右的桩顶位移。

基坑水泥搅拌桩桩身水平位移影响因素的颗粒流数值模拟

采用基于散体介质理论建立的颗粒流细观力学方法,对基坑开挖过程中水泥搅拌桩支护的桩身水平位移特征及影响因素进行了计算分析.分析中主要考虑了5个影响因素:桩身埋置深度,桩径尺寸,土体内摩擦系数,颗粒刚度参数及施工进度.数值模拟结果表明,当桩身埋置深度较小时,增加桩身埋置深度可以明显减小基坑侧壁的水平位移变形量,但是,当桩身埋置深度超出基坑开挖深度后,对桩身水平位移的限制作用就不大了.桩径尺寸对基坑水泥搅拌桩桩身水平位移影响较为显著,能有效控制桩身水平位移大小.土体内摩擦系数的增大对桩身水平位移影响具有一定的影响,但其并不是起控制作用.颗粒刚度的变化体现了不同的土层性状的差异,其对桩身水平位移变化也比较明显.基坑开挖中分层施工进度的快慢对桩身最大水平位移影响也较大,随着基坑暴露时间的加长,桩身水平位移逐渐加大,反映了基坑开挖过程中水泥搅拌桩桩身水平位移具有时效性.

土钉–桩锚支护体系中土压力与m值对桩身水平位移的影响

土钉-桩锚支护结构的桩身位移变化一直是岩土工程界研究的热点,选取不同m值以及土压力的计算模式,位移计算结果都有较大的偏差。本文采用实测与计算值进行对比,辅以数值计算的方法,研究不同土压力与m值在不同工况下对桩身变形的影响。结果表明:土钉-桩锚支护体系中,采用朗肯土压力与实际土压力值有一定差距,可采用线性土压力值参考。采用工程地质规范的m值较采用经验公式求出的m值大,但解得的基坑变形相对较小,然而后者更贴近实际值。采用朗肯土压力下选用工程地质规范的m值求出的坑底位移与监测值和模拟值相近,其误差大小接近1mm,同时根据工程实际对桩顶位移的计算公式进行了修正。

基于BP神经网络的基坑开挖对临近桥桩水平位移预测研究

基坑开挖会引起周围土体位移从而对邻近桩基造成负面影响,干扰桩基正常工作,导致桩身层产生附加弯矩、侧向位移。以郑州大四环及大河路快速化基坑临近桥梁桩基为背景,建立BP(Back Propagation)人工神经网络预测模型,同时结合三维数值模拟及实际监测数据对桩基水平位移进行预测。结果表明,基坑开挖对邻近桩基的影响会随着两者距离的增大而慢慢减弱,且桥梁产生的竖向位移在开挖过程中始终大于其他方向位移。通过将基于BP神经网络建立的预测模型与真实值对比验证了该预测模型可以快速、准确地预测基坑开挖引起的临近桥桩的变形值,可以为桩基位移的预测提供一定参考。

软土地区深基坑变形监测及钻孔灌注桩加固效果研究

为研究软土地区的深基坑变形规律以及钻孔灌注桩的加固效果,以扬州市广陵区某深基坑工程为例,结合深基坑的现场变形监测数据,分析了地表沉降、桩顶水平位移及桩身侧向位移的变化规律,并通过ABAQUS数值模拟软件,分析了不同地层条件、加固长度、桩长及桩径对钻孔灌注桩加固效果的影响。研究结果表明,基坑中部的稳定性较差,基坑两侧的稳定性较好;钻孔灌注桩的承载力随着桩长和桩径的增加而增加。

MJS高压旋喷桩在基坑支护工程中的应用研究

以南京市中山北路202号地下车库项目基坑支护工程为例,研究不同支护方案下秦淮河漫滩区深基坑开挖过程中支护结构的支护效果。采用ABAQUS有限元分析软件研究MJS高压旋喷桩单排悬臂桩支护、内支撑排桩支护这两种支护方案在施工过程中桩身水平位移、桩后地表沉降、桩身弯矩的变化。结果表明:内支撑排桩支护效果较单排悬壁桩更佳,基坑开挖过程中施加内支撑可以调整桩身受力,有效控制基坑变形;单排悬壁桩支护结构受土体的开挖深度影响较大,一般适用于地质条件较好深度较浅的基坑中。

采动影响区桩身-承台协同作用数值模拟研究

为探究桩基在煤矿采动影响下的水平响应,建立了模拟计算下部开采影响上部桩基-承台的整体模型。采用该模型计算了工作面推进距离不同的3种工况,分析了桩顶-承台连接状态、承台形式对桩身水平位移及弯矩的影响。研究表明:桩基与工作面距离越近,桩身位移越大,桩身弯矩也越大;增大承台尺寸可有效降低桩顶位移;桩顶-承台分别固接和铰接对桩顶位移影响较小,主要区别在于固接桩顶产生较大抵抗弯矩,同时桩身最大正弯矩发生深度相比桩顶铰接时有所下移。

基坑工程开挖对桩锚支护变形特性模拟分析

当前,地下工程的建设十分常见。地下工程对土体稳定性的要求高,为了预防施工风险,必须加强土体支护的设计、支护施工质量的控制。以长春某工程基坑为例,采用有限元分析方法对基坑进行数值模拟,探讨基坑开挖对基坑变形的影响,并对基坑隆起、桩身水平位移、锚具轴力等数据进行分析。将模拟数据和监测数据进行比较,验证了支护结构的合理性。

群桩基础的剪切位移法分析

提出分析群桩基础的剪切位移法:设定桩身位移方程为含有未知量的有限级数,利用桩顶、桩端的边界条件求解各未知量,从而得到桩身位移及桩周土位移。通过算例和实例的计算结果可证明该方法的正确性。

SMW工法桩在某办公楼基坑支护施工中的应用

以漳州市某办公楼项目基坑支护工程为背景,结合场地条件,确定SMW工法桩的施工技术参数,并对施工现场的坑外水位、支撑受力及桩身位移进行监测。结果表明,坑外水位随着基坑开挖深度的增大而降低,待基坑底板混凝土浇筑完成后趋于稳定;而支撑受力随着开挖深度的增大而增大,当基坑底板混凝土浇筑完成后,支撑受力逐渐趋于稳定;桩身累积位移随着标高的增大,呈现出先增大后减小的趋势,其最大位移量发生在基底附近。

基于Midas的h型抗滑桩数值模拟研究

文章结合某边坡治理工程,利用有限元软件Midas建立h型抗滑桩治理边坡的模型,对正放h型抗滑桩的桩身位移、桩身内力以及边坡治理效果进行研究。结果表明:h型抗滑桩桩顶最大位移满足规范要求;连梁能够协调抗滑桩前后排桩内力,使桩身内力分布更加合理,进而更好地发挥其抵抗滑坡推力的作用;h型抗滑桩支护边坡后,边坡最大总位移为7 mm,边坡稳定安全系数为1.38,均满足工程安全的需要,治理效果较优。

双排长短桩前后排桩配比组合的支护效果

为了更深入地研究不同配比双排长短桩对桩身位移及坑外沉降的影响,本文运用Midas GTS/NX软件,对深圳某深基坑工程开挖过程中双排桩进行模拟,并与现场监测结果进行对比分析表明软件的可靠性,再对不同配比的双排桩进行模拟分析其桩身位移与坑外沉降的变化规律。结果表明:相比于传统双排桩支护,在相同用桩量的情况下,改善双排桩的前后排桩桩长和两者之间的距离,能够更好地稳定支撑结构;前排桩的整体长度对双排桩桩身的位移影响较大,设计中可适当增加前排桩长度;后排桩的桩长变化对双排桩位移和坑外土体沉降影响不大,在设计中可适当减少其长度以减少成本;随着前排桩桩间距的增加对后排桩产生较大影响;随着排桩间距不断加大,坑外土体沉降量逐渐增加。

基坑开挖对邻近桩基影响的室内试验研究

基坑开挖过程中,支护结构后土体中会产生水平方向和竖直方向的位移,进而对基坑周边的邻近结构物产生较大的影响,甚至会危及结构物的正常使用.设计了轴向加载和基坑开挖作用下单桩和群桩的模型试验,支护结构设定为悬臂式地下连续墙,选取不同工况分析了在轴向荷载和土体位移共同作用下桩基础的位移和弯矩的变化,并与数值模拟计算结果进行了分析对比.试验结果表明:桩基础的弯矩与位移同时受到竖向荷载和土体变形的影响,随着竖向荷载和基坑开挖深度的不断增大,单桩和群桩的弯矩和位移均增大,桩基础中前桩对后桩有明显的遮拦作用,在邻近建筑物密集的地区施工基坑,可采用在基坑与建筑物之间增设围护桩的方法来增加邻近建筑物的安全.

频率对微型桩-土动力相互作用影响的试验研究

为研究输入波频率对微型桩动力特性的影响规律,以直径D为6cm的微型桩为研究对象,制作相应的钢箱,进行了微型桩-土动力相互作用振动台试验。试验结果表明:输入波的频率对桩身变形模式有很大的影响,随着输入波频率的增加,桩身变形由正弯型过渡为反弯型;当输入波的频率小于或者接近模型固有频率时,桩身的最大位移发生在桩顶处;当输入波的频率超过固有频率较多时,桩身的最大位移发生在埋深约60cm(10 D)处,且在埋深20cm(3.3 D)和170cm(28.3 D)处,桩身分别会出现最大的正向弯矩、负向弯矩;当输入波的频率小于模型固有频率时,桩侧土压力p与桩身位移y的关系接近线性关系,形成的滞回环面积很小,当输入波频率接近或者大于模型固有频率时,滞回环面积则较大。

桩-锚支护深基坑变形与内力的数值模拟

针对桩-锚支护基坑的受力与变形问题,应用ABAQUS模拟分析了开挖工况、锚杆支撑作用及预加轴力等因素对基坑周边土体变形影响范围、坑底隆起变形、桩身弯矩及变形的影响.结果表明：基坑开挖水平向影响范围约为2.0H,竖向影响范围约为3.0H,坑底隆起位移与基坑侧壁土体最大位移的比值为1.6 ～2.0.桩身弯矩与水平变形随基坑开挖深度的增加而增加,各工况间桩身弯矩与水平变形增幅存在较大的差别;桩身最大正弯矩、最大水平位移所在截面基本一致,并随基坑开挖深度的增加而不断下移.锚杆的存在改变了桩体的受力状态,使桩体由悬臂梁结构转变为具有弹性支撑的连续梁结构,极大减小了桩身弯矩与水平位移.

高层房屋建筑深基坑施工技术研究

采用排桩进行基坑支护可以显著提高基坑边坡的安全性及稳定性。但基坑开挖深度对地表沉降及桩身位移的影响规律尚不清楚。基于此,文章采用Midas GTS软件建立数值计算模型,对不同开挖深度工况下基坑地表沉降及桩身位移的发展演化规律进行研究。结果表明:基坑开挖对地表沉降的影响可以分为显著影响区域、微弱影响区域及无影响区域;随着距离基坑边缘距离的增加,地表沉降先增大后减小,距基坑边缘1倍基坑深度的范围内,地表沉降最大,因此基坑施工过程中主要监测1倍基坑深度的范围内的地表沉降;在锚固段范围内,桩身位移随着桩身高度的增加并不发生显著变化,桩身高度超过基坑底面后桩身位移快速增大,在距桩顶1/3的范围内,桩身位移随着桩身高度增加而增大的趋势减缓;随着桩身高度的增加,桩身位移逐渐增大,当开挖深度分别为5 m、15 m、20 m时,桩身位移最大值分别达到了6.2 mm、14.8 mm、17.8 mm,均满足规范要求。研究结果可为排桩支护结构的设计及施工提供参考。