杭州钱塘新区砂性土地质条件下静压沉桩阻力分析

工程经验表明,在砂性土地质条件下,采用静压法进行预制桩施工时,由于沉桩阻力过大,时常出现沉桩困难等问题。因此,在施工过程中,对静压施工沉桩阻力的计算十分关键。对6根桩在不同入土深度时的压桩力进行分析,确定了砂性土条件下静压沉桩阻力估算深度修正系数计算公式。结果表明,公式计算结果与试桩试验结果更吻合。

打桩过程中考虑溜桩影响的土阻力研究

大直径超长桩的可打入性分析的准确性是打桩施工顺利进行的重要保障,打桩过程中土阻力预测是其中的关键一环。现有的预测方法都不考虑不同的打桩过程对打桩土阻力产生的影响,根据东海某发生溜桩的实际工程,对打桩中产生溜桩时的土阻力预测方法进行了研究。根据现场打桩全程高应变监测取得数据,采用CAPWAP分析了整个打桩过程中土阻力随桩基入泥深度的变化,试验数据显示,打桩过程中的溜桩对桩侧摩阻力的分布产生了明显的影响;根据其影响程度的不同可以划分为完全影响区,部分影响区和不影响区3个部分,同时给出了不同区域中土阻力的计算方法。实例验证显示,这种方法预测的土阻力的精度明显高于现有常用方法的预测精度。

干旱区苜蓿和沙打旺单混播下土壤水分利用格局的驱动力分析

大田条件下采用生物替代试验对沙打旺和苜蓿单播及混播的一年生人工草地进行了土壤水分利用动态格局调查研究。结果表明,3种密度下土壤水分随生育期变化相似,均呈下降趋势,但随播种密度增大,不同播种方式平均土壤水分利用效率逐渐增大,而2种牧草平均群体水分利用效率比较为混播下苜蓿>单播苜蓿>单播沙打旺>混播下沙打旺。牧草返青后,在中密度下显示出较宽的资源共享生态位,而低密度和高密度显示出稍窄的资源共享生态位。3种密度下整个生育期内苜蓿的相对竞争力均高于沙打旺,其中平均相对竞争力比较为高密度>中密度>低密度,而且随生育期变化苜蓿的相对竞争力持续增强。苜蓿对沙打旺的相对竞争力与混播处理中苜蓿对沙打旺的群体水分利用效率比有显著正相关。由此可见,在苜蓿与沙打旺一年生混播试验中苜蓿竞争力始终大于沙打旺,其中密度效应和水分利用为两者种间关系调节的重要影响因素。2种牧草混播中苜蓿生产力、群体水分利用效率与苜蓿对沙打旺的竞争优势为性状互利关系。因此,旱生环境中苜蓿与沙打旺的水分利用格局可能由2个物种种间竞争关系所驱动的,水分资源利用状况反应了两者对干旱胁迫环境下适应种间竞争的生活史对策。

楔形桩和等截面桩沉桩施工过程数值模拟对比分析

楔形桩是一种可以有效发挥桩侧摩阻力,提高单位材料利用率的纵向变截面异形桩;然而针对其沉桩施工过程的研究却相对较少。基于PFC数值分析软件,建立楔形桩沉桩施工过程模拟的数值模型;为了对比分析,建立等体积混凝土用量的常规等截面桩沉桩施工过程模拟的数值模型;通过与楔形桩和等截面桩沉桩模型试验及圆孔扩张理论计算结果的对比分析,验证了本文所建立的数值模型的准确性和可靠性;系统对比分析楔形桩沉桩过程中桩周土体位移场、应力场以及沉桩阻力等变化规律。研究结果表明:楔形桩静压沉桩效应与等截面桩沉桩效应规律基本类似;本文数值模型条件下,楔形桩静压沉桩施工桩端阻力、桩侧摩阻力和整体沉桩阻力分别是等截面桩的1.0倍、1.82倍和1.37倍。

预应力锚索抗滑桩力系实测及预应力影响效应分析

目前,对于预应力影响下抗滑桩外荷载的变化情况尚不明确,为进一步探讨该问题,以山西离柳焦煤新民二矿南山滑坡治理工程为研究对象,对抗滑桩桩背土压力及预应力锚索锚固力进行了长期的现场实测,重点分析了土压力的分布规律、变化情况以及锚索预应力的损失情况,在此基础上分析了预应力对滑面以上桩背土压力的影响效应。结果表明,预应力施加阶段对滑面以上桩背土压力的影响主要与初始预应力大小以及锚索抗滑桩结构形式有关;滑坡推力作用阶段对土压力的影响主要表现为对滑坡推力分布形式的影响,在预应力锚索长期作用下,滑坡推力分布趋于更加均匀。

扩底楔形桩沉桩施工过程数值模拟分析

扩底楔形桩是一种可以有效发挥桩侧摩阻力和桩端阻力、降低负摩阻力影响的新型纵向变截面桩;然而针对其沉桩施工过程中的挤土效应、沉桩阻力等研究则相对较少。基于PFC数值分析软件,建立扩底楔形桩和等体积混凝土用量的常规等截面桩的沉桩施工过程模拟数值模型;通过与等截面桩沉桩模型试验和圆孔扩张理论计算结果的对比分析,验证了本文所建立的数值分析模型的准确性和可靠性;对比分析扩底楔形桩和等截面桩沉桩过程中桩周土体位移场、应力场以及沉桩阻力等变化规律。研究结果表明:沉桩过程中桩端阻力值的大小,不仅与横截面面积有关,而且与桩侧界面形式有关;本文数值模型情况下,扩底楔形桩静压沉桩施工桩端阻力、桩侧摩阻力和整体沉桩阻力分别是等截面桩的1.8,1.1和1.5倍。

海洋平台桩基安装过程对土阻力的影响分析

影响桩基可打入性分析结果的因素有很多,很多学者对此进行了研究,但受到各种因素的限制,对于打桩过程的影响鲜有涉及。文章针对某海域现场两根试验桩的实测数据、室内试验数据和现场CPT(静力触探试验)结果,采用波动方程方法,研究在砂土中打桩时的打桩过程对打桩土阻力(SRD)的影响。分析结果显示,在砂土中,即使桩径达到2.438 m,仍然可以形成闭合的土塞;相同土质条件下,打桩过程中不同的锤击能量导致了不同的锤击数,并进一步产生了SRD的差异,这说明打桩所导致的侧阻退化程度与打桩过程有关。研究结果表明使用波动方程方法评价砂土中打桩的SRD精度要优于传统方法;在本次试验条件下,对于形成土塞的情况,英国帝国理工桩基(ICP)方法的计算结果偏小。

动载荷大应变检测桩承载力土反力模型研究

为了提高动测法的预测精度,在分析桩的荷载-沉降关系Q-S曲线的基础上建立了一个双曲线土反力模型,并给出了参数的取值方法.按该模型推导了相应的动力打桩公式.通过26根桩的静载荷试验和动测资料与H iley动力打桩公式进行了对比,结果表明,本文方法预测桩承载力较H iley法更接近静载荷试验值,其计算精度也有所提高.

钙质土上的海洋平台桩基安装阻力研究

钙质土具有特殊的性质,在进行桩基打桩作业时,会产生较大的阻力,施工较为困难。准确评估打桩阻力,选取合适的打桩锤是顺利完成海洋平台在钙质土上桩基安装的关键。位于沙特与科威特中立海域的油田土壤以钙质土为主,采用波动方程的方法对桩基进行了可打入分析,并与现场的实测打桩记录进行对比分析,发现实际锤击数均超过非土塞工况的上限锤击数,说明计算分析过程中低估了打桩阻力。利用桩基安装动力检测技术对打桩全程进行监测的结果显示,连续打桩过程中桩身的承载力达到设计承载力要求。根据CAPWAP得到的参数进行打桩分析,计算结果与实际锤击数吻合良好,且可供类似土质打桩可行性分析借鉴。

南海TLP钢管桩可打入性分析方法研究

随着PCPT技术在海洋地质勘察中广泛应用,使基于该技术的SRD在钢桩的可打入性分析中的应用成为可能.参考Doyle研究的墨西哥湾的4个TLP平台粘性土SRD的结论,结合API规范对砂性土打桩阻力的规定,组合成一种新的SRD计算方法.文中论述的2种SRD计算方法可供南海TLP项目打桩分析参考.

打桩对桩周土体阻尼系数的影响

目前大直径超长桩的可打入性分析的准确性是打桩施工顺利进行的重要保障,打桩过程中土阻力预测是其中的关键一环。近几年高应变动测技术迅速发展,凭借其突出优势成为动力沉桩分析的新方法。结合高应变动测试验采用CAPWAP软件对打桩过程中土阻力进行分析,被广泛应用于海洋桩基监测和承载力评估中。CAPWAP程序中涉及的土阻尼系数Js和Jt对承载力计算影响非常大,是非常重要的参数,阻尼系数的取值直接影响承载力计算的准确性。为得到更准确的阻尼系数,对东海某工程2根桩进行全程高应变动测试验,并利用CAPWAP软件对其中一根桩的实验结果进行分析,对桩周土体阻尼系数做了研究,认为同打桩过程中的桩侧阻尼系数并非一成不变的,而是随着打桩的进行存在减小的趋势。

自行走式掘进机增阻前行后对周围土体影响的现场采样实测

自行走掘进机行走过程中会对周围土体产生挤压与剪切,掘进机通过后土体的物理力学性质会因此而发生变化,论文重点研究掘进机行走后对周围土体物理力学性质的影响关系,为后期自行走式掘进机的工程应用提供参考。

平移式喷灌机行走阻力的确定及验证

行走阻力对平移式喷灌机的动力配置具有重要影响,为了确定不同土壤条件下喷灌机的行走阻力,为机组提供合理的动力配置依据。针对黄绵土和塿土2种土壤类型,以土壤含水率和容重为因素,选取表征机组行走阻力的5个土壤力学参数即土壤黏聚变形模数、摩擦变形模数、沉陷指数、黏聚力和内摩擦角为指标,采用二元二次通用旋转组合试验设计,通过平板沉陷试验与直接剪切试验,建立了2种土壤类型含水率、容重与5个参数间的回归模型,从而得出喷灌机所需行走阻力,并以此为依据对喷灌机行走驱动系统进行配置和田间行走试验。结果表明,含水率、容重和二者交互作用对2种土壤的5个参数均有显著影响(P<0.05);随着含水率和容重增加,黄绵土黏聚变形模数呈减小趋势而塿土呈先增大后减小趋势,且2种土壤的摩擦变形模数均减小,沉陷指数均呈先减小后增大趋势,黏聚力与内摩擦角均增大。采用上述方法进行的驱动系统配置满足喷灌机动力需求,由5个参数的回归模型所得驱动功率计算值与田间试验功率实测值最大相对误差分别为6.43%、7.73%,模型合理。研究可为平移式喷灌机动力配置提供依据。

玉米条带少耕作业驱动式破茬刀设计与试验

针对东北玉米垄作区耕整地动土量大和春季降雨量低时土壤墒情不佳、耕作阻力大等问题,提出一种条带式少耕的作业方式,并设计了驱动式破茬刀。通过对驱动式破茬刀的作业工况进行受力分析得出,当破茬刀的滑切角大于或等于与其接触的根茬或土壤的摩擦角时,破茬刀耕作阻力降低。结合根茬与土壤滑动摩擦角的测量和破茬刀的运行速度取值,确定了刀片的刃口曲线方程;进一步通过分析根茬受力状态及测定物料间摩擦角,确定驱动式破茬刀的作业半径为230 mm;最后通过确定刀片的几何尺寸、刀轴和刀盘参数得到驱动式破茬刀。有限元模态分析与强度、刚度校核结果表明,所设计的驱动式破茬刀性能良好、满足设计要求。离散元仿真对比试验表明,所设计的驱动式破茬刀比驱动式圆盘刀组的耕作阻力降低了19.78%、土壤抛起数量降低了13.95%,其耕作阻力与动土量性能均较优。

塑相水田土壤参数对履带式拖拉机行驶性能的影响

为了探明塑相水田土壤参数、行驶速度对履带式水田拖拉机行驶性能的影响,获得较佳的作业条件,利用多体动力学软件RecurDyn建立了水田土壤力学模型和履带式水田拖拉机物理模型,并以行驶阻力、下陷深度为试验指标,以土壤黏粒含量、含水量、密度以及行驶速度为试验因素,采用四因素五水平二次正交组合方法进行仿真试验。结果表明:行驶阻力与土壤黏粒含量、含水量呈正效应,与土壤密度、行驶速度呈负效应,影响的主次关系为土壤含水量、行驶速度、土壤密度、土壤密度与黏粒含量的交互作用;下陷深度随着土壤含水量增加而增加,随着土壤黏粒含量、密度和行驶速度的增加而降低,影响的主次关系为土壤含水量、密度、黏粒含量以及黏粒含量与含水量交互作用、黏粒含量与行驶速度交互作用、含水量与行驶速度交互作用。总之,本研究建立了履带式水田拖拉机行驶阻力、下陷深度与土壤黏粒含量、含水量、密度以及行驶速度间的关系模型;依据水田土壤黏粒含量、密度等参数,利用该模型能够优化获得行驶阻力最小值时的水田土壤含水量和拖拉机行驶速度。

黏性土中锚桩安装贯入可打性分析

深水锚桩作为各类海上油气平台、海上风电场及水下结构物的基础,已得到广泛的应用,锚桩贯入可打性分析是安装资源选择和安装方案设计的前提。以某实际工程项目为例,介绍了GRLWEAP软件模拟打桩分析的计算原理及分析内容,按有土塞、无土塞两种基本工况,同时考虑复打情况下桩侧土强度恢复的影响进行了贯入可打性分析,根据分析结果,进行了拒锤和溜桩等安装风险的评估。最终对理论分析与安装记录数据进行了对比分析,为相关工程项目施工提供指导和借鉴。

夯扩桩的设计应用研究

夯扩桩作为一种经济桩型,即使在今后相当长一段时间内仍具使用价值,但存在该用夯扩桩时工程技术人员却怕用的现象。因此,本文根据作者对大量工程设计与施工实践的积累总结,就夯扩桩的正确设计方法进行了一些分析探讨。强调了夯扩桩设计时应着重注意的一些问题,并针对一些观点提出了见解及分析,以期利于工程设计实践。

电传动车辆推进功率预算与动力电池匹配

基于轮地相互作用力模型,提出了一种新的滚动阻力数学模型,采用此数学模型,建立了包含平均坡度和平均滑转率的电传动车辆推进功率数学模型。对推进功率数学模型进行了仿真分析,与传统方法相比,该模型预算的推进功率更接近实际车辆行驶工况。以6×6混合电传动车辆为例,分析了几种比能量的动力电池组静默行驶时间与整车质量的关系,并对动力电池组的匹配选型进行了分析。研究结果为电传动车辆的功率预算、整车质量预算、动力电池组选型匹配提供了一种新的方法。