砂土地基中刚性单桩水平极限承载力改进计算方法

为了更准确地分析砂土地基中水平受荷刚性单桩的极限承载力,基于桩-土相互作用,推导出被动侧桩周实际径向土压力,并根据实际径向土压力分别提出极限土抗力和侧阻抗力矩改进计算方法。在此基础上,建立考虑侧阻抗力矩、桩端水平力和弯矩影响的刚性单桩水平极限承载力计算模型,给出水平极限承载力解析解。最后,通过算例验证本文方法的正确性。研究结果表明:本文推导的极限土抗力和侧阻抗力矩更符合实际受力状态;水平极限承载力改进计算方法可使平均相对误差由-15.914%减小到2.089%,可为工程实际提供参考。

基于修正侧阻抗力矩的刚性单桩水平承载力解析解

为了更准确地考虑竖向摩擦效应对刚性单桩水平承载力的影响,假定被动侧桩周径向土压力呈余弦函数分布,建立被动侧桩周最大径向土压力与总土抗力的关系。对径向土压力和竖向摩阻力模拟结果进行反演得到修正的桩–土界面竖向摩擦因数,推导侧阻抗力矩解析表达式。然后,假定极限土抗力、水平地基反力模量随深度线性增加,水平地基反力模量随地面处水平位移非线性减小,导得了桩侧土均未屈服、旋转点以上部分土体屈服、旋转点上下均有土体屈服三阶段下的水平力和力矩平衡方程。鉴于数值迭代程序的复杂性,采用位移加载方式,计算时将地面处水平位移y0视为已知量,旋转点深度a视为变量,通过变形得到水平承载力解析解。通过与有限元分析、模型试验和现场试验的结果进行比较,验证了该方法的正确性。最后,利用该方法分析桩径、内摩擦角以及水平力作用点高度对刚性单桩水平承载力、最大弯矩和旋转点深度的影响。结果表明:采用余弦函数可以很好地表征被动侧桩周径向土压力分布,根据修正的桩-土界面竖向摩擦因数计算的侧阻抗力矩更符合实际;忽略侧阻抗力矩作用会明显低估刚性单桩的水平承载力,低估程度随着桩径、内摩擦角以及水平力作用点高度的增大而增大。

考虑桩-土-垫层共同作用的刚性桩复合地基沉降计算方法

分析了刚性单桩桩复合地基的荷载传递机制,针对单桩复合地基中桩、土、垫层相互作用特点,基于荷载传递法,通过简化桩土单元体竖向相对位移分布模式,引入弹塑性荷载传递模型,并考虑桩体的上刺与下刺变形,建立了刚性单桩复合地基沉降计算的基本微分方程,进而提出了一种新的能考虑桩-土-垫层体系共同作用的单桩复合地基沉降计算方法.结合现场单桩复合地基静载荷试验进行对比分析,结果表明,所建立沉降计算方法的计算结果与实测值吻合较好,且该方法计算工作量小,可为工程计算提供一定的参考.

带帽PTC型刚性桩工作性状现场试验研究

为了解带帽PTC型刚性桩在处理深厚软土地基的工作性状,在某绕城高速公路两试验区进行现场足尺试验,研究了在不同地质条件下带帽刚性单桩的荷载沉降、桩身轴力、桩侧摩阻力、地表土应力及桩土荷载分担比等性状的变化规律。研究表明:带帽长桩较带帽短桩易于控制地基沉降变形和增强地基承载力,土层条件的差异对桩的极限承载力、地表土应力和桩土荷载分担比有着较大的影响。试验研究成果有助于建立带帽刚性桩计算模型,优化工程设计。