液化场地大直径变截面单桩动力响应研究

为研究不同地震动强度下液化场地大直径变截面单桩的动力响应规律,基于振动台试验,选取5010波,在地震动强度0.10g~0.45g作用下,研究液化场地砂土孔压比和大直径变截面单桩桩顶水平位移、桩身弯矩、桩身加速度时程响应及桩基损伤等变化规律.试验结果表明:饱和砂土孔压比随着地震动强度的增大上升明显,地震动强度≥0.30g时,饱和砂土孔压比稳定值在0.9附近,此时砂土完全液化;在0.45g地震动强度作用下,桩身加速度、桩顶水平位移及桩身弯矩均达到最大;桩身不同位置处加速度峰值出现时刻均滞后于输入地震波加速度峰值出现时刻,且桩顶及变截面的加速度响应比桩端的响应更弱;不同地震动强度作用下,桩身弯矩最大值均出现在液化土层和非液化土层分界处,且变截面处弯矩小于土层分界面处;地震动强度达到0.30g时,大直径变截面单桩桩身发生损伤.因此,液化场地下大直径变截面桥梁单桩基础抗震设计时,应该重点考虑饱和砂土层分界处、变截面处的抗弯能力,以确保单桩桩身强度满足抗震要求.

地震作用软土震陷特性及变截面群桩动力响应

为研究不同类型地震波作用时软土场地条件下大直径变截面群桩基础的动力响应特性,依托翔安大桥实体工程,通过振动台试验,选取地震动强度均为0.15g的人工合成5010波、1004波,以及Kobe波和El-Centro波,研究了群桩基础桩周土层震陷量、桩身加速度、桩顶水平位移、桩身弯矩等动力响应特性.结果表明:地震作用下,软土层发生震陷,震陷量为0.16~0.22cm,其值与输入地震波的频谱特性有关;桩端加速度时程响应曲线较桩顶及变截面处更为“密集”;软土对加速度产生放大效果,输入地震波加速度峰值出现时刻均早于桩端、桩顶及变截面处;桩身加速度及桩顶水平位移分别在1004波和Kobe波作用下达到最大值;5010波和1004波作用下,桩顶产生永久侧向位移;Kobe波作用下,桩身弯矩峰值最大,且弯矩峰值出现时刻最晚.因此,在进行群桩基础抗震设计时,针对不同桩基特性可选用不同类型地震波进行验算.

考虑双重沉积模式的多孔介质中颗粒三维迁移模型研究

基于经典的颗粒一维运移模型,建立了考虑筛滤效应与吸附效应的双重沉积模式颗粒三维迁移模型.通过拉普拉斯变换和傅里叶变换,导出了一维渗流和三维弥散条件下饱和半无限多孔介质中颗粒迁移通解.根据半无限体表面点源注入情形下的基本解,通过积分方法得到圆形面源注入情形下的解析表达式.通过解的退化及对突破曲线的参数反演验证了解的正确性.分析了圆形面源恒定浓度注入情况下水动力弥散系数、筛滤系数、颗粒吸附系数、释放系数等参数对颗粒迁移过程的影响机理.研究结果表明:水动力弥散效应加速了颗粒物的迁移,使得突破时间变快,峰值浓度变高.筛滤系数和颗粒吸附系数的越大,颗粒释放系数越小,颗粒物在固体基质上的沉积越多,孔隙中颗粒峰值浓度越小.圆形面源恒定浓度注入情况下,在颗粒注入期间,多孔介质中颗粒物浓度随时间增大而增大,随深度增加而减小并趋于0.在颗粒停止注入后,多孔介质中颗粒物浓度随时间增大而减小,在深度上存在浓度峰值,浓度峰值所处的深度随时间增加而增加.

可液化场地变截面群桩基础动力响应研究

为研究可液化场地变截面群桩基础动力响应特征,依托翔安大桥,利用FLAC^(3D)数值模拟软件,建立变截面桩-土相互作用模型,研究了不同地震强度作用下,饱和砂土孔压比、变截面桩基桩身加速度、桩基位移、弯矩、剪力时程响应特征。结果表明:地震动峰值≥0.20 g(g为重力加速度)时,不同埋深处的孔压比峰值基本达到0.90以上,此时砂土完全液化;桩身对地震动起放大作用,但随着地震强度增加,变截面桩的桩身加速度放大效应逐渐减小;地震波结束后桩基产生永久侧向位移;变截面桩身弯矩及剪力均呈双峰值变化形态,桩身弯矩最大值出现在液化土层与非液化土层分界处,桩身剪力最大值出现在液化土层中;在桥梁变截面桩基础抗震设计时,应重点研究液化土层与非液化土层分界处的桩基抗弯能力以及液化土层中桩基抗剪能力,以确保桩基的抗震性能。

砂卵石层串珠状溶洞地质条件下大直径单桩水平静载试验及数值仿真分析

砂卵石和串珠溶洞地质条件下的桥梁桩基水平承载力和变形机理研究目前并不充分。为合理确定该地质条件下无铰拱桥桩基水平承载力,开展了现场水平静载试验,分析了该类地质条件下桩基水平承载力的合理值,为类似工程提供参考。并运用GTS有限元软件开展了数值模拟,建模以修正摩尔库伦模型模拟砂卵石层,并在桩土之间设置Goodman接触单元,在桩端设置桩端单元。同时假定串珠状溶洞为椭球状分布,为防止计算出现不收敛的情况,对空腔内部进行特殊处理,采用统一理论模拟钢护筒和筒内混凝土。在此基础上,分析了桩顶受荷时H-Y曲线和H-ΔY0/ΔH曲线,并将数值结果与实测结果进行了对比。结果表明,在合理运用本构模型和土工参数情况下,有限元数值仿真结果与现场试验结果吻合度较高,有限元软件可以作为确定这种特殊地质条件下桩基水平承载力的有力技术手段,为确定单桩水平承载力提供新思路。

新型桩板结构对高速铁路软基沉降控制作用离心试验

在CFG、PHC等刚性桩桩顶加设50 cm厚筏型钢筋混凝土形成板桩板结构控制深厚软土路基沉降,是高速铁路建设中提出的新型地基处理形式,以满足高标准铁路路基变形要求。通过对群桩处理的深厚软土路基在有无钢筋混凝土板时路基沉降的离心模拟,重点研究了钢筋混凝土板对路基沉降的控制作用以及桩、板与土体之间的相对变形。试验结果表明,在群桩处理地基上部铺设一定厚度的钢筋混凝土板,可以使路基整体沉降减小12%,并使路基整体沉降更加均匀;桩端平面上部1/3桩长范围内土体由软塑状态转变为硬塑状态,密度和含水率变化显著;加载作用对路基变形影响深度大于40 m。

考虑边坡效应的桥梁桩基受力分析

基于边坡上桥梁桩基的受力特点,考虑边坡对桩基的土推力和土抗力效应,依据桩段的静力平衡条件,建立考虑边坡效应的桩基础静力微分方程,采用有限差分法,建立考虑边坡效应的桩基础变形和内力的计算公式。结合某铁路桥梁桩基,分析边坡效应对桩基位移、弯矩、剪力和桩侧土压力的影响规律。结果表明:边坡效应使边坡上桩基的受力更为不利,与不考虑边坡效应的平地桩计算结果相比,考虑边坡效应后桩顶最大位移可增大78%,桩侧最大土压力可增大135%,并改变了潜在滑动面附近区域的弯矩和剪力分布;设计荷载下边坡上桩基的位移、弯矩、剪力和桩侧土压力的包络图将不再如平地桩那样以桩轴左右对称分布,而是桩基靠近边坡外侧的数值更大;在进行桩基设计和钢筋配置时不仅需要考虑边坡效应引起的变形和内力的增大,还应考虑不同荷载方向引起的力学性能在边坡内外侧的差异。

高陡横坡段桩柱式桥梁双桩基础受力分析

基于高陡横坡段桩柱式桥梁双桩基础承载特性,提出了一种改进有限杆单元计算分析方法.分析了高陡横坡段桩柱式桥梁双桩基础承载机理及受力特性,建立了双桩基础计算分析模型.其次,根据前、后桩与边坡相对位置关系,给出了后桩所受剩余下滑力与前桩所受土压力的比例关系.在传统有限杆单元分析方法基础上,结合陡坡桩受力特征,导得了考虑桩土共同作用与"P-Δ"效应的单元刚度矩阵修正方法,并在此基础上编制了适用于高陡横坡段桩柱式桥梁双桩基础的有限杆单元分析MATLAB计算程序.采用室内模型试验对本文计算方法进行验证,给出了适用于陡坡段桥梁桩基的设计流程图.研究结果表明:本文理论计算值与模型试验实测结果吻合良好,表明本文计算方法正确可行,可为同类工程设计提供参考.

旋挖钻成孔技术在三岔河大桥桩基工程中的应用

旋挖钻成孔技术是近几年发展起来的一种新型钻孔灌注桩成孔技术。旋挖钻机是通过短螺旋钻头、旋挖钻斗、岩石筒钻将岩土挖松并直接提钻带出孔外,也可把粒径较大的卵砾岩块等直接带出孔外。文章通过在三岔河大桥的应用分析了其特点,介绍了旋挖钻施工工艺流程,并提出了施工质量控制措施。

斜坡基桩水平动力响应解析解

随着江河岸边斜坡地段的桩基础日益增多,斜坡基桩桩-土水平耦合振动问题也日益受到重视.本文基于现有平地基桩水平动力响应理论,考虑斜坡效应,提出适用于斜坡基桩水平动力响应解析解.首先借助微分变换、亥姆霍兹分解和分离变量法等手段解耦土体三维波动方程,并引入桩-土边界连续条件,求解了平地基桩的桩周土体水平动抗力;在此基础上,引入折减因子考虑斜坡对临空面一侧土体抗力的弱化效应,并忽略一定深度范围内的浅层土体提供的水平动抗力,推导出斜坡段基桩的桩周土体水平动抗力解析解.此外,利用Euler梁模型推导斜坡段基桩自由段、入土段的水平振动控制方程,获得了基于传递矩阵法的基桩水平动力响应解析解,包括基桩动力阻抗以及桩身内力和变形解析表达式;然后通过与已有平地动力阻抗解析解,斜坡段基桩静力内力变形数值解进行对比,验证了本文解析解的合理性.

浅谈扩孔桩在隧道工程中的应用

根据扩孔桩在南京玄武湖隧道工程中的应用情况,介绍了扩孔桩的施工方法及主要技术措施。

软基上桥头路基填筑对桥台桩的影响研究综述

根据国内外文献资料,主要就软土地基上桥头路基填筑对桥台桩的侧向影响研究现状进行分析,总结了目前包括软基上桥头路基填筑对桥台桩基影响的试验、有限元分析以及路堤下卧软土侧向变形引起的桩身土压力计算等诸多方面的研究成果,简要论述了存在的问题和今后的研究方向,并建议采用有限元分析和离心模型试验相结合的方法来研究这些问题。

循环荷载下筋箍碎石桩复合地基动力特性数值分析

通过7组三维有限差分数值模拟试验,研究了循环荷载作用下筋箍碎石桩复合地基的动力特性,着重分析了4个重要参数对其性能的影响,并将数值计算结果与室内模型试验结果进行了对比分析,验证了数值计算结果的合理性.结果表明,在循环荷载作用下,筋箍碎石桩复合地基的应力和沉降变化具有明显的动力特性.相同循环加载条件下,增大碎石密度可有效提高碎石桩的承载力.筋材使碎石桩的力学性能得到了改善,不同长度的加筋会对碎石桩产生明显不同的效果,在一定范围内增加碎石桩的加筋长度可以有效提高碎石桩的承载力.筋材对复合地基顶部的累积沉降和应力集中率有显著影响.筋材能提高碎石桩的整体性,加筋长度越长的碎石桩的振动协调性越好.桩径对筋箍碎石桩复合地基顶部累积沉降的影响比较明显,碎石桩的最佳L/d值为8/3.数值计算结果与室内模型试验结果拟合较好,沉降值最大相差7%,桩侧应力值最大相差9%.

群桩复合地基桩土应力比数值模拟研究

结合南京某软基处理工程现场试验,应用有限元软件ABAQUS建立模拟群桩复合地基的三维模型,分析了不同桩身模量、土体模量、桩长、褥垫层厚度及褥垫层模量下的桩土应力比分布。结果表明群桩复合地基桩土应力比随桩身模量、褥垫层模量和桩长的增大而增大,随桩周土体模量和褥垫层厚度的增加而减小;群桩复合地基桩土应力比理想值为20～25,此时桩身砼模量取10～25GPa,碎石褥垫层厚度为20～40cm、模量为30～45MPa。

浅议预钻孔在静压桩工程中的应用

针对某工程的岩土工程条件和实际工程进度要求,在常见长螺旋钻方式预钻孔PHC桩施工工艺的基础上,通过试验最后确定用泥浆护壁旋挖预钻孔成孔、机械回填泥土、再进行静压施工PHC桩的施工工艺,成功完成了5组试桩,并通过质量检测合格,该工艺在后期工程桩施工中得到大面积应用,为静压PHC桩施工带来了一种新的施工方法。

软土地基桥台前移原因分析与综合处理方法

软土地基上修建高路堤桥台时,软土层会因压密下沉产生塑性流动,使桥台桩基承受附加水平压力而发生前移,若对此不采取有效措施,常会引发严重的桥台病害等问题,综合分析了软基桥台前移的成因,探讨了软土路堤影响桥台桩基的几个关键问题,对防止桥台前移的一般工程处理办法进行了评述,提出了控制深厚软土地基高桥台前移综合处理措施的设计计算步骤,这对软基桥台的设计、施工有一定的参考价值。

微型钢管桩在桥台桩基下沉处理中的应用

由于桥梁桩基础勘察、设计、施工原因而造成桥梁墩台的倾斜．变形，常常采用钻孔桩、挖孔桩、锚杆静压桩进行基础加固处理，以把上部结构的全部或部分荷载通过托换桩基传到深部良好岩（土）层，但上述桩型常常受到地质条件（如地下水、碎石或孤石）和建筑物结构的限制而难以施工。

桥基钻孔灌注桩施工技术及常见的事故处理

通过工程实例,介绍南宁至水任高速公路西津互通式立交大桥桥基钻孔灌注桩施工技术和埋钻、断桩等常见事故的处理方法。

华兴寺嘉陵江特大桥250cm、180cm桩基施工实践

根据华兴寺嘉陵江特大桥大口径桩基施工的实践经验 ,介绍了在工作量大、施工面广的桩基工程条件下 ,依据不同的地质地形采用多种桩基施工工艺是可行的 ;重点论述了人工挖孔、冲击钻进、钻挖结合三种工艺在工地的适宜性和相应施工技术措施。

钻(冲)孔灌注桩施工常见的问题与防治措施

结合工程实际对钻(冲)孔灌注桩机械成孔施工中常见的问题(如钻孔缩径、坍塌、偏斜)和灌注成桩过程中常见的问题(如灌浆导管堵塞、埋管、钢筋笼上浮、断桩、桩身混凝土缩径等问题)进行分析,并提出相应的防治措施。