变截面CFG桩受力性能研究

随着变截面CFG桩在工程领域中的广泛应用,研究其力学性能具有重要的理论与实践意义。探讨了变截面CFG桩的下部桩径对其力学性能的影响,特别是变截面CFG桩在不同桩径下的力学响应。利用ABAQUS有限元软件建立变截面CFG桩-土体整体有限元模型,针对直径分别为1.2 m,1.4 m和1.6 m的变截面CFG桩,在相同的上拔荷载、水平荷载和下压荷载条件下,分析了其力学响应。研究结果表明,随着小桩直径的增加,变截面CFG桩的最大应力和最大位移均呈现逐渐减小的趋势,且应力集中现象主要发生在上部较大桩体区域。该研究为变截面CFG桩的设计与施工提供了理论依据,并有助于提高其在复杂地质条件下的承载能力和稳定性,具有显著的工程应用价值。

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.

黄土地基阶梯型截面桩承载模型试验与计算

为研究黄土地基阶梯型截面桩的荷载传递机理,通过室内模型试验与有限元计算,分析阶梯型截面桩竖向静荷载下的桩身轴力、桩侧摩阻力、桩顶沉降和桩身不同深度荷载分担比,并探索了变径比对其工作性能的影响,并对其进行优化设计。结果表明:在相同荷载下,阶梯型截面桩的桩顶沉降明显小于等截面桩,当变径比在0.8~0.9时,沉降控制效果最佳,其材料利用率最高;若二者极限承载力相同时,阶梯型截面桩的最高材料利用率为等截面桩的1.06倍。阶梯型截面桩为摩擦型桩,变截面位置土体对桩体具有支承作用,其变径处底面土体能承担部分桩顶荷载。桩侧能够分担更多桩顶荷载,减轻桩端土体承载,当变径比在0.8~0.9时,侧摩阻力发挥程度更高。在桩体用料相同时,与等截面桩相比,阶梯型截面桩能大幅度提高承载能力。

液化土层厚度差异下大直径变截面单桩基础振动台试验

针对地震作用下不同液化土层厚度对大直径变截面单桩基础动力响应的影响,依托实体工程设计振动台模型试验,分别从土层孔压比、桩身加速度、桩顶水平位移及桩身弯矩等方面对大直径变截面单桩基础的动力响应进行了研究,结果表明:孔压比开始增长和趋于稳定的时间随液化土层厚度的增加均呈滞后趋势,液化土层厚度越薄,孔隙水上升越快,液化土层越容易发生液化。变截面位置位于液化土层时加速度增长较为明显,El-Centro波作用时大直径变截面单桩基础桩顶加速度放大系数最小,1004波作用时桩顶加速度放大系数最大;大直径变截面单桩基础桩顶水平位移最大值随液化土层厚度的增加逐渐增大,且地震波差异会影响其趋于最大值的时间;大直径变截面单桩基础最大弯矩在液化土层和非液化土层交界产生,且液化土层厚度越大地震波差异性对变截面位置处弯矩影响越大。在进行大直径变截面单桩基础的抗弯设计时,应着重考虑液化土层和非液化土层分界面处和变截面处抗弯能力。液化土层从30cm到50cm,大直径变截面单桩基础桩身加速度放大系数及桩顶位移分别增加了1.61倍和1.65倍。

震陷土层变化下变截面单、群桩动力响应差异

为研究地震动作用下震陷土层厚度不同时大直径变截面单桩与群桩基础的动力响应差异,依托厦门第二东通道翔安大桥,通过振动台模型试验,开展震陷土层厚度30、40、50 cm时,单桩与群桩基础桩周土震陷量、桩顶水平位移、桩身加速度及弯矩动力响应差异研究.结果表明:随着震陷层厚度增大,单桩与群桩基础桩周土震陷量、桩顶水平位移、桩身加速度及弯矩均逐渐增大,且加速度及弯矩在变截面处突变;同一震陷层厚度下,群桩基础桩周土震陷量较单桩大,但群桩基础加速度、桩顶水平位移及桩身弯矩均小于单桩.震陷场地桩基础设计时,应着重考虑变截面单桩与群桩动力响应差异,保证桩基础抗震性能.

大悬挑弧形变截面组合梁楼盖施工过程分析

中关村论坛永久会址主会场东入口应用了大悬挑弧形变截面组合梁楼盖,通过采用FEA–NX软件,对拟定的施工方案进行了有限元分析,对比分析不同方案的结构内力和变形规律,其可为施工方案的制订提供理论支撑。

高陡边坡变截面桩基础受力性能研究

高陡边坡中输电塔大直径钢管直桩基础存在材料浪费、经济型较差的问题,使用阶梯变截面桩基础可有效提高基础的经济性、降低施工难度。文中采用ABAQUS软件分别建立45°边坡的变截面桩及直桩精细化有限元模型,在相同下压工况下,以最大应力和最大位移为分析对象,对变截面桩和直桩进行对比。研究发现,在软土地区45°边坡条件下,变截面桩和等截面桩最大拉应力值均符合强度要求,最大位移和钢筋笼最大应力相差很小,变截面桩可以代替直桩;在硬土地区45°边坡条件下,变截面桩和等截面桩最大拉应力值均符合强度要求,最大位移和钢筋笼最大应力相差很小,变截面桩可以代替直桩。研究成果可为阶梯变截面桩在高陡边坡输电塔中应用提供一定的借鉴与参考。

矿井涌水量预测方法及对比分析-以新疆东沟煤矿为例

矿井涌水量的预测对煤矿的安全生产具有重要意义。水文地质参数的准确选择、计算方法的选择对矿井涌水量的准确预测影响巨大,同时考虑到矿井开采实际,涌水量不是从开采初期就稳定不变的,而是动态变化的。为提升涌水量预测的准确度,更好地为煤矿开采服务,在分析新疆东沟煤矿地质及水文地质条件,选取准确水文地质参数的基础上,选择了2种适用于东沟煤矿的涌水量预测方法进行了对比分析。计算结果表明:①非稳定流释水-断面流法计算得到的涌水量呈现动态变化特征,采掘强度稳定后,变化幅度变小,最后趋于稳定;②采用大井法、非稳定流释水-断面流法计算得到的预测涌水量分别为3396、599.87~612.9 m^(3)/d与实际涌水量480 m^(3)/d分别相差607.5%>24.97%~27.69%;③根据矿井实际开采产生的涌水量数据验证分析,采用非稳定流释水-断面流法计算得到的涌水量与实际开采产生的涌水量基本吻合,涌水量预测结果的准确度依次为非稳定流释水-断面流法>大井法;④在资料充足、参数准确的情况下,建议优先选择非稳定流释水-断面流法计算涌水量,在补水边界条件差且符合大井法要求的条件下建议首先选用大井法。本次计算结果一方面充分验证了非稳定流释水-断面流法的准确度,另一方面为煤矿矿井涌水量计算提供了借鉴,同时也为东沟煤矿的安全生产提供了数据支撑。

大直径双孔盾构隧道下穿既有道路沉降预测

盾构隧道掘进会对地层产生一定的扰动,引起地表沉降、隆起变形。为预测双孔隧道下穿既有道路以及穿越粉细砂地层时引起的地表沉降,依托雄安至大兴国际机场快线盾构隧道工程,并结合工程监测数据,建立双孔Peck公式。研究表明:针对左右线先后下穿既有道路的工程,其断面地表沉降呈“W”形,两隧道轴向的沉降量最大;后线掘至相同断面时,会加大先行掘进的地表沉降量;基于Peck公式和实测数据,建立预测双孔下穿既有道路和穿越粉细砂地层时断面地表沉降的双孔Peck公式,为类似地层和工程的隧道工程提供理论依据。

变截面筒桩承载力特性数值模拟研究与设计

本文基于相关理论分析、数值模拟、工程现场试验等研究方法,根据黄泛区地层特点,结合传统搅拌桩技术对桩体结构设计进行分析和优化,重点开展变截面筒桩数值模拟等研究工作,提出变截面筒桩的设计方法和工程方案,并开展工程试验评价变截面复合浆喷桩成桩质量和地基加固效果,分析变截面筒桩承载特性,明确变截面筒桩受力性状,为工程应用提供可靠的理论指导。同时针对变截面筒桩的不同设计方案进行优化,分析不同方案下筒桩各部位的性能表现,明确桩体受力性状,为工程实际桩基布置提供参考。基于结构分析和工程试验,优化变截面水泥土浆喷复合桩结构一体化设计方案,将有效改善黄泛区高速公路地基加固工程质量、降低地基加固成本,具有显著的经济效益和社会效益。

大跨度变截面钢箱梁托管桥施工技术

介绍了目前国内单跨跨度最大的变截面连续钢箱梁桥面上铺设的输水管道直径最大的托管桥钢箱梁吊装施工技术。单节箱体最重达135t,运输、储存、吊装较常规钢桥难度增大,工厂桥段制造、工厂板单元现场拼接和上下分层加工等措施,保障了施工进度和工程质量。针对梁体重量大、项目区强风天气影响桥梁吊装困难,研究了钢箱梁的安装方法和施工工艺,保障了梁体施工期安全,桥梁按合同工期安装完成发挥了工程效益。

变截面桩承载能力理论分析与数值模拟研究

采用ABAQUS有限元分析软件对基桩进行数值模拟,分析变截面桩的承载能力特征值和桩身内力以及桩顶竖向荷载的传递特性。变截面桩能把桩顶荷载作用传递到更深土层中,侧摩阻力作用更大限度地发挥,使得该范围内的桩身承载利用效率提高;变截面处的端阻力作用提前且更充分地发挥,且产生侧阻增强效应,变截面附近的侧摩阻力更大限度地发挥。

变截面桩变形及承载特性研究

为了深入了解变截面桩的变形及承载特性,本文通过系统的理论分析和试验研究,探讨了变截面桩在不同荷载条件下的性能表现。首先选择模型桩材料,设计加载装置。分别完成变截面桩竖向变形与承载特性分析、横向变形与承载特性分析。研究结果表明,变截面桩具有较好的承载能力和变形适应性,能够显著提高桩基工程的稳定性和安全性。通过合理的变径位置设置和优化设计,可以进一步发挥变截面桩的优势。

超大跨度变断面隧道围岩力学动态响应与开挖步序优化数值模拟研究——以苏州七子山隧道为例

保证超大跨度变断面隧道的施工安全,同时兼顾施工便利性及施工效率,具有重要意义。依托苏州长江路南延工程-七子山隧道工程,针对连拱转大跨段开挖过程中拆除或保留临时支撑,以及超大跨度段的是否调整优化开挖步序这两种工况,采用FLAC3D开展数值模拟研究,从围岩位移和围岩应力两方面进行对比分析。研究结果表明:以上两种工况下,围岩位移和围岩应力均存在明显差异;在连拱转大跨段,开挖过程中保留临时支撑围岩所受扰动更小,围岩应力变化较小;在超大跨度段,开挖步序优化方法的拱顶最终沉降值减小了8.60%,仰拱最终隆起值减小了4.01%,左边墙和右边墙最终水平收敛值分别减小了9.42%和16.70%,且优化方法的各测点围岩应力变化相对较小。根据得到的对比分析结果对现场施工提出优化建议:对连拱转大跨段,随开挖过程保留临时支撑,同时为保证施工便利性,采用门式拱架作为临时支护手段;对超大跨度段,采用优化的开挖步序进行施工,可进一步降低围岩扰动,提高施工安全。

大直径盾构隧道下穿河道护岸结构影响数值分析

如何保证大直径盾构隧道安全地穿越河岸护岸桩,是沿海及水系发达城市修建隧道面临的一项关键问题。针对深圳市望海路隧道下穿中心河护岸结构,通过数值模拟分析大直径盾构隧道施工对河道护岸桩的影响,结果表明:(1)盾构隧道开挖到距离护岸桩前10 m位置时,护岸桩开始出现水平方向位移,位于隧道边缘上方的护岸桩水平位移大于隧道中线上方的桩,最大位移3.75 mm。(2)隧道中线位置开挖土体较多,其上方的护岸桩竖向位移较大,为7 mm,靠近隧道边缘,开挖的土体较少,上方的桩竖向位移相对较小,为3 mm。(3)盾构隧道掘进到护岸桩下方,桩的位移迅速变大,隧道完全掘进通过护岸桩下方,桩的位移趋于稳定,盾构穿越护岸桩的过程在施工中需要重点监测。

变截面抗滑桩内力计算方法及变形特性研究

针对抗滑桩所用悬臂法在滑动面处上下位移不连续问题,选取圆形抗滑桩作为研究对象,考虑变径比、变径位置及桩间距等因素的影响,对变截面抗滑桩内力及变形特性进行研究。将桩在滑动面以下部分视为Winkler弹性地基梁,采用幂级数法推导变截面抗滑桩锚固段的内力计算公式,并用Matlab编写全桩段内力计算程序,可视化分析了变截面抗滑桩全桩段在不同因素影响下内力变化的结果。结果表明:将上部桩视为弹性定向铰支的悬臂梁,可使得桩身位移在滑面处连续;在相同剩余抗滑力的作用下,变截面抗滑桩变形特性受变径比、变截面位置和桩间距等因素影响。

土岩组合地层变截面嵌套桩施工技术及应用

在城市地铁建设中,常常会遇到土岩组合基坑,目前,大多数施工方法采用施工吊脚桩。为解决吊脚桩施工时存在多余占地及步骤烦琐等问题,论文提出了一种新形式的变截面套桩,并详细介绍了其施工方式及支护体系,并在实际工程中应用。现场监测数据表明,整体位移量较小,基坑稳定性良好,简化了施工工序,节省了施工成本。

复杂地层大直径变截面超长桩基施工技术应用研究

大直径变截面超长灌注桩具有可充分发挥结构性能、工程造价低等诸多优势,在高墩大跨桥梁桩基中得到广泛应用。但与等截面桩相比,大直径变截面超长灌注桩的施工工序较多,工艺较为复杂,质量控制相对困难。文章依托新疆某高速公路特大桥桩基工程,针对砂卵石全风化砂岩复合地层大直径变截面超长桩基施工技术进行探讨,分析阐述施工工艺流程,提出施工技术要点,以期为类似工程施工提供借鉴参考。

分岔超大断面隧道变截面衬砌台车设计及施工技术

结合厦门海沧疏港通道工程B标段分岔超大断面隧道特性,针对分岔段隧道变截面二次衬砌施工,系统地介绍了本项目分岔超大断面变截面衬砌台车设计及施工技术,通过采用不同的设计及施工技术措施,缩短台车组装时间,提高衬砌台车的利用率,提升施工效率,降低施工成本。

北京地区无柱大跨岛式车站结构选型与站台宽度研究

本文基于全国各地工程调研,对北京地区无柱大跨岛式车站结构选型进行分析,并重点针对变截面厚板方案存在痛点增加组合结构(顶板钢+混)方案比选。同时,本文对变截面厚板方案及组合结构方案空间效果、经济性等进行分析,以期能为相关工程提供一定技术支持。