嵌岩桩水平承载力地基反力Matlock法分析

嵌岩桩在海上风电、跨海大桥等结构中的应用十分广泛,但在嵌岩桩水平承载特性方面的研究仍有较多不足。弹性地基反力法中的Matlock法在中国是用于计算水平承载桩承载力时应用最多的方法,但地基反力Matlock法针对嵌岩桩缺少合理的取值方法。基于现场试验数据建立并验证有限差分数值模型,通过数值模拟与参数分析,研究了岩体力学参数和桩基参数等因素对桩岩相互作用的影响,提出了Matlock法中地基反力系数比例系数的拟合计算公式。通过现场试验数据对提出的方法进行了验证,结果表明计算结果与实际情况较为相符,与其他方法比较,所提出的修正Matlock法相对非线性的p-y曲线法具有取值计算较为简便的优势。

滑坡作用下埋地管道的弹塑性地基反力解析法

目前关于弹塑性地基中滑坡段埋地管道的解析计算研究较少,计算结果不够精确。为探讨滑坡段埋地管道与土体接触的非线性特征,基于地基反力法,采用简化的弹塑性本构模型来模拟非线性管-土的相互作用,提出了埋地管道与土体相互作用的弹塑性地基反力解析法控制方程组,根据管道变形的连续性条件及边界条件求得管道挠度和内力的解析解,对管道变形和内力进行计算。结合算例进行分析,选取不同参数,探讨了地基反力系数k 0对管道变形和内力的影响。研究结果表明:随地基反力系数的增大,管道最大挠度、滑体中部管道弯矩及Mises应力逐渐减小,滑坡周界处管道弯矩及Mises应力逐渐增大;地基反力系数增大,土体对管道约束作用加强,从而引起管道挠度和内力的变化。与Winkler地基反力法相比,基于弹塑性地基反力法的滑坡作用下管道力学分析理论上更为严谨,有效地提高了计算精度。

板桩码头前墙地基反力限值问题对结构设计的影响

板桩码头采用竖向弹性地基梁法计算时,由于土反力与土的水平反力系数的关系是用线弹性模型,计算出的土的反力将随位移增加线性增长,但实际上土的抗力是有限的。目前在我国现行港口规范中未有条文对此有所说明和限制。本文结合算例,提出板桩码头在设计过程中应注意前墙地基反力限值问题,并进行了分析研究。

土质路基荷载下地基反力试验研究

地基反力σ能够反映荷载作用下地基受力的情况,但其在土质路基特别是高压实度土质路基荷载作用下的研究并不多。本文通过现场及室内离心模型模拟土质路基的填筑及放置过程的试验,对地基反力进行研究。研究表明:高压实度土质路基荷载作用下地基反力呈弧形分布,路基宽度范围内地基反力小于γH值,靠近坡脚的路基边坡区域大于γH值。路基中心处地基反力σc与路基宽高比b/H有很大关系,当路基宽高比b/H较小时,σc与γH值差距较大;当b/H较大时,σc与γH值差距减小;当b/H大于10时,σc基本等于γH值。本文结合试验结果得出考虑b/H影响的路基中心处地基反力σc的计算方法,提出新的地基反力沿路基横断面的计算公式,使路基荷载下地基反力的计算结果更接近实际;结合试验得到路基中心处实测地基反力及地基沉降值,对两种中等压缩性土地基在路基荷载作用下的地基反力与地基沉降的关系进行讨论,得出其相关性较好的地基反力系数,为今后土质路基荷载作用下地基反力系数的应用提供了参考资料。

构造板独立基础地基反力测试

针对构造板独立基础地基反力的分配情况不明确,设计该种基础较为困难,进行了工程实测,掌握了第一手动态监测数据,确定出地基反力分配比的实测值和该种基础基底压力的空间变化特点及分布规律。测试结果表明,构造底板能承担30%左右的上部载荷,地基反力分配比应根据最不利组合原则选取。确定地基反力分配比范围以后还可以找出上部载荷与基础内力的相关性,从而为构造板独立基础的设计提供了直接参考依据。

构造板独立基础地基反力的数值模拟

为了研究构造板独立基础与地基土共同作用问题,通过建立上部框架结构,下部构造板独立基础和地基土的整体模型,分析了构造板独立基础的受力变形特点,给出了基础薄弱点的位置及地基反力的分布规律,并进一步研究了各种因素对地基反力分配比的影响。结果表明:构造板的受力类似四角支承的双向板,构造板与独立基础的交界处是受力薄弱部位;基底反力分布呈波浪形,独立基础下反力最大,构造板跨中反力最小;构造板能分担一部分上部结构载荷,底板越厚,刚度越大,分担的载荷相应增加;地基刚度越大,底板分担的载荷越少。该结果对此类型的结构设计问题具有一定的参考价值和指导意义。

地基反力的数值模拟和基础结构的内力响应

从地基与基础互相作用的概念出发 ,提出一种数值模拟地基反力分布函数的构造方法和具体形式 ,并应用这种地基反力的数值模拟形式 ,通过典型基础结构的内力分析 ,与应用现有的地基模型的结构计算相对比 ,表明它与有限压缩层地基模型的计算结果十分接近 ,但应用在基础结构计算分析上却简便易行 。

水平荷载单桩计算的非线性地基反力法研究

为提高桩身变形较大时水平荷载单桩设计计算水平,基于地基反力法提出了考虑极限土反力和地基反力系数一般形式的桩身的变形和内力的计算方法。对于土为塑性和弹性状态对应的桩段分别求得到了桩身响应的解析解和半解析解,并用Fortran语言编制了计算程序。计算结果分析表明:桩的位移和弯矩均随荷载的增加而大幅度增大;桩顶的约束条件对位移和弯矩沿桩身的分布影响很大;当桩长超过临界值时,继续增加桩长对桩的响应影响极小,且临界桩长基本不受荷载和桩顶约束条件的影响;桩的最大位移和最大弯矩随桩周土的物理力学性质的改善而明显减小;最大位移随桩的抗弯刚度的增加而减小,而最大弯矩受抗弯刚度的影响很小;计算值与现场试验的实测值吻合较好,本文解是可靠的。

无粘结预应力筏板基础地基反力测试研究

通过现场较大规模的测试研究和整理分析 ,首次获得了无粘结预应力筏板基础地基反力的第一手资料 ,揭示了这种基础地基反力的一些分布规律和无粘结预应力对地基反力分布的影响和作用 ,这些成果校验了该大楼基础的设计 ,亦可供同类基础设计时参考。同时在基底反力测试研究中 ,探讨了大直径土压力盒室内和现场相结合的综合标定方法 。

采动区建筑物地基反力分布规律

基于相似模拟试验、现场实测、数值模拟及理论分析,系统研究了采动区建筑物地基反力分布规律,获得了地基反力与建筑物所处的位置、刚度、长度、地基系数、开采厚度的关系:1)位于最大曲率点附近时,地基反力最大,位于最大下沉和倾斜点附近时,地基反力较小;2)地基越软弱、建筑物长度越短,地基反力越小;3)采动区建筑物地基反力大小是有限的,这些认识和结论为采动区建筑物保护和设计提供了理论基础.

受土体侧移作用的单桩的弹塑性地基反力解析法

不稳定边坡在开挖、降雨影响下会产生较大的土体侧向位移,导致邻近抗滑桩产生附加位移及弯矩.为此,文中基于Winkler地基梁模型,采用简化的桩周土体弹塑性本构关系来模拟非线性桩-土的相互作用,提出了抗滑桩与土坡相互作用的弹塑性地基反力法控制方程组,依据桩身响应在滑面处连续条件及桩顶底边界条件求得桩身响应的解析解矩阵表达式.最后,将文中的解析解与已有模型试验实测值进行对比分析,结果验证了文中解析方法的可靠性.

复杂地基反力模式下高承台嵌岩灌注桩的屈曲稳定分析

为探讨桩侧地基土反力对高承台嵌岩灌注桩桩身屈曲稳定的影响,假定地基反力系数呈更为复杂的幂分布,基于弹性地基梁理论建立桩土体系总势能方程,采用最小势能原理,导出了桩身屈曲临界荷载与稳定计算长度的解析解,并据此获得了地基反力系数分布模式、桩身自重及桩侧摩阻力等对桩身屈曲稳定的影响规律。工程应用分析结果表明,考虑地基反力系数为一般幂分布时,桩身屈曲分析结果更趋合理。

无粘性土中桩基水平非线性地基反力系数研究

非线性地基反力系数法是分析近海桩基水平大变形性状的有效途径。针对我国近海广泛分布的粉土和砂土地基,建立了无粘性土中桩基非线性地基反力系数与桩基径向土压力之间的关系,据此基于物理模型试验和现场试验结果获得了粉土和砂土地基反力系数与桩径和桩身变位之间的非线性关系,为桩基水平受力大变形分析提供了简单有效的方法,适用于不同直径桩基的计算,得到了桩基物理模型试验和现场试验结果的验证。

基于地基反力法的水平荷载单桩半解析解

为深入研究水平荷载作用下的单桩响应和桩土相互作用机理,引入了三参数法水平荷载桩的挠曲线微分方程;基于已有的地基反力系数为常数时桩的变形和内力的解析解,以及桩的响应的连续性,提出了半解析解。采用Fortran语言编制了计算程序,并通过特例情况下的解与已有解进行对比来验证所得解的可靠性。计算结果表明:桩长较大时,桩底的边界条件对桩的响应影响较小;地基反力系数中的指数以及反映地表处土抵抗侧向变形能力的参数对桩的响应影响较大,不容忽略;该解不仅有效,而且具有广泛的应用性。

采动区建筑物附加地基反力变化规律研究

为了研究采动区建筑物附加地基反力的变化规律,采用采动区建筑物地基、基础和结构协同作用力学模型,研究了建筑物位于采动区不同位置时附加地基反力的分布变化规律,指出地表曲率变形值是控制附加地基反力大小及分布形态的主导因素;并研究了建筑物长度、弹性模量、地基系数、开采厚度、建筑物高度等各种因素对建筑物附加地基反力的影响规律,同时建立了附加地基反力最大值与各影响因素之间的关系式.

基础动态沉陷规律及地基反力

根据峰峰矿务局的实测资料，首次提出了受采动影响房屋卸载区的概念，分析了卸载区范围、大小的变化规律，得出了卸载区大小、位置与房屋刚度、地表变形类型及房屋与工作面位置之间的关系。同时，分析了地基反力大小与房屋刚度等的关系，得出了不同刚度条件下的地基反力分布表达式。

中心岛法支护结构内力及变形计算的地基反力法

中心岛施工法中预留土台具有减小围护结构内力和变形、节约成本、设置灵活等优点在工程中应用日益广泛,然而预留土台作用下围护结构的计算方法还不成熟。本文基于Winkler弹性地基反力法,根据围护结构沿竖向受力模式的不同,提出了一种新的计算分析模型及控制方程组,推导了围护结构内力及变形计算的数学解析解矩阵表达式,并给出解析解解答方法。最后,编制Matlab计算程序进行围护结构内力及变形计算,并与现场监测数据结果进行对比分析来验证解析方法的可靠性,结果证明该方法能够准确计算中心岛施工法围护结构内力及变形。

基于非线弹性水平地基反力系数的实用群桩分析方法

在NL(Non LinearElasticityHorizontalFoundationCoefficient)法的基础上提出了群桩的非线弹性水平地基反力系数实用分析方法,可以使复杂的群桩计算简化为水平地基系数折减后的单桩计算问题,直接采用NL法查表计算。通过实测资料和理论计算值的比较,提出了群桩水平地基系数的建议值。

深基坑支护结构—土非线性共同作用弹性地基反力法

为使深基坑支护设计考虑支护结构-土的非线性共同作用,将地基土的水平基床系数视为深度和围护墙位移的非线性函数,建立作用于围护墙上的土压力增量的计算模型。进而根据一般弹性地基梁的挠曲微分方程,推导出考虑非线性共同作用的弹性地基梁的挠曲微分方程,并在分析深基坑开挖与回筑全过程中各工况支护结构的受力与变形特征的基础上,给出非线性共同作用弹性地基反力法的计算模型与求解方法。工程算例表明,该方法比现行规程设计方法得到的围护墙计算位移更接近实测位移,且计算参数的确定更为方便,具有较强的实用性。

土-基坑支护结构非线性共同作用弹性地基反力法(英文)

根据基坑土体抗力与支护结构位移之间的非线性共同作用,建立了支护结构非线性土抗力模型。考虑由于开挖造成土弹簧刚度的软化,提出了模拟基坑开挖过程的支护结构分析方法;编制出非线性共同作用弹性地基反力法的计算程序,并分析了一个实际基坑工程中各工况支护结构的受力与变形特征。工程算例表明,该分析方法计算的支护结构位移接近实测结果,且计算参数的确定更为方便。