基于变分原理的静压沉桩挤土效应理论解答研究

静压法施工工艺近年来得到广泛使用。但静压桩是一种挤土桩,挤土作用将对桩基础本身和周围环境产生一系列影响,引发很多工程问题。通过综合考虑桩长有限、地面自由、终孔孔壁形状、孔壁位移边界条件以及土体材料非线性,应用变分原理推导沉桩挤土位移、应变和应力场解答,并应用经典土压力理论、小孔扩张理论和Ansys计算结果对理论推导结果进行验证。研究结果对静压桩的施工、相应防护措施的选择和设计有较大的指导作用。

考虑桩体几何特征的压桩挤土效应理论解答研究

现阶段基于能量原理的桩土作用理论解答研究仍存在较多不完全合理的假设或急需解决的难点,包括桩土接触面边界处理方法、分层沉积土层界面连续性条件和桩体几何形状等。特别是,桩体几何形状对桩土作用的剧烈程度、桩周土体的位移形式和桩孔边界的几何特征有很大的影响。重点对孔壁边界曲线的几何形状及其曲线方程的假定方法展开研究,并应用四次多项式模拟孔壁边界曲线。然后,以四次孔壁曲线方程的求解结果为基础,综合考虑桩长有限、地面自由、终孔孔壁形状、孔壁位移边界条件以及土体材料非线性,应用变分原理推导沉桩挤土位移、应变和应力场解答。研究方法可作为压桩挤土的进一步理论研究的基础,理论解答对压桩挤土的施工、相应防护措施的选择和设计有一定的指导作用。

基于颗粒离散元的抗滑桩土拱效应分析

运用YADE离散元软件对三维空间下的土拱效应进行研究。探讨在不同土层埋深、桩间距及土颗粒不均匀分布等影响因素下的土拱效应发展及变化。研究结果表明:浅层土中的土拱较之深层土中的土拱强度较差,破坏也有所提前;随着桩间距的增大,土拱效应的影响将会减弱,并且减弱的速度逐渐变慢;土颗粒粒径分布的不均匀性增强会使得土拱的形成提前,但是对加载过程中,桩上水平力分担比峰值的影响不大。