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。

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。

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.

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。

弹性抗滑桩全桩内力计算的地基反力荷载法

地基系数法是弹性抗滑桩内力计算的常用方法,基于地基系数"m-k"法的基本原理,将抗滑桩作为整体进行内力分析,提出了弹性抗滑桩全桩内力计算的反力荷载法,详细推导了有关计算公式;运用Matlab语言编写了全桩内力计算和图形处理程序,可对全桩进行整体分析,不需要像传统方法那样以滑动面为界将抗滑桩分成受荷段和锚固段分别计算其内力;与有限差分法相比,无需利用滑动面处的连续性条件进行迭代计算;计算实例表明,其方法与传统方法计算结果能很好吻合,图形处理结果有利于抗滑桩结构设计,且程序运行时间短,可提高抗滑桩内力分析效率。

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。

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。

基于m法的长螺旋扩底桩桩侧地基反力试验研究

长螺旋扩底桩作为一种新桩型,目前水平承载力设计通常按等直径灌注桩考虑,其桩身螺纹以及扩大头对桩身受力变形的影响尚未可知。为研究循环荷载作用下长螺旋扩底桩桩-土相互作用的规律,分别对长螺旋扩底桩、扩底桩、直桩进行了室内模型试验。结果表明,长螺旋扩底桩桩身受力变形与直桩有一定差异,其地基反力系数的比例系数m值随位移增加呈幂函数衰减;m法计算直桩比较合理,但用于计算长螺旋扩底桩有较大误差。

地下结构抗震计算中地基反力弹簧刚度取值方法研究

地震系数法及反应位移法中土体-地下结构体系均简化为荷载-结构计算模型,利用模型中的地基反力弹簧刚度参数代替地铁地下结构周围岩土介质,地基反力弹簧刚度参数能否正确取值关乎到能否正确模拟岩土介质。为了使地基弹簧系数取值简单方便、精确可靠,文章基于有限元分析法,研究截面高度、顶板埋深、底板与基岩距离、截面宽度、地基土的弹性模量、泊松比、粘聚力、内摩擦角与地基反力弹簧刚度参数之间的关系,由有限元分析结果为数据依据,对地基反力弹簧参数公式进行拟合。提出考虑了多种影响因素的地基反力弹簧刚度综合建议公式,并通过振动台试验震害现象分析及时程分析验证了综合建议公式的可靠性。

考虑地基分布反力的弹性基础板有限元计算

按平面问题与薄板弯曲问题描述基础板,建立了基础板同地基接触面上的节点位移与板中心面位移之间的转换关系式.假设板上荷载按分布力形式传递到地基中,根据半无限空间上某节点力与该处的位移关系,用高斯积分法建立了地基表面分布力与节点位移关系表达式.据此,再根据地基与板间的位移协调及静力平衡条件,建立了以板的中心面位移为未知量的有限元方程.算例表明,考虑地基分布反力十分必要.

弹性地基叠合板梁力学模型的有限单元法

本文就板体轨道的应力分析,建立弹性地基叠合板梁力学模型,钢轨取直梁单元,轨下基础板体取短形薄板单元。将板体轨道视作整体结构,按文克勒地基模型推导出有限单元法的理论计算公式,编制实用计算程序。用本方法计算铁路板体轨道,可同时计算钢轨和轨下基础板体沿平面两个方向上的竖向位移、内力以及地基反力的变化规律,从而克服了现有计算方法的偏面性。

嵌岩桩水平承载力计算方法的分析比较

对现有的嵌岩桩水平承载力的计算方法及理论,包括地基反力法和弹性连续体法等进行了分析阐述,基于现场原位试验数据,对不同计算方法得到的结果进行了比较,在此基础上讨论了不同计算方法的适用范围和局限性.分析结果表明:地基反力法经验性较强,其中常数法、Matlock法(m法)等单一参数的弹性地基反力法较为简便,且m法的计算结果与实际情况更为接近,但对于嵌岩桩在缺乏现场试验数据时其参数选取较为困难;p-y曲线法考虑了地基的非线性反应,更适合大变形桩,但也存在高估岩体刚度的情况,缺乏更多验证;弹性连续体法考虑了岩石地基的连续性,但未能考虑到实际工程中的复杂效应.

地基土反力系数对水平受荷单桩响应的影响分析

基于经典m法级数解及常数法解析解理论,分析了深层土反力系数对桩身响应的影响,并与虚拟桩法成果进行了对比,认为当桩侧土反力系数为非减函数时,对桩身响应起主导作用的桩侧土深度为1.25/α(α为桩特征值),即桩侧土1.25/α深度以下土反力系数的分布状况对桩身响应影响不大(<1.7%),而08版桩基规范推荐深2(d+1)过于偏保守,导致在该深度内线性回归法推求m值时相关系数会偏小,从而影响计算精度。同时分析了顶层土反力系数对桩身响应的影响关系,认为顶层土反力系数越大,桩身响应就越小,但对桩身弯矩的影响较小。

基于有限元的框架桥顶进施工反力桩桩后地基加固效应研究

为探讨地基处理对支护桩的加固效应,依托陕西省西咸新区沣泾大道南段下穿西户铁路顶进工程,开展有限元分析及多因素分析。首先,根据工程场地勘察资料分析各层土特性及计算参数,并采用由无侧限抗压强度指标确定高压旋喷桩内摩擦角、黏聚力、膨胀角及弹性模量的方法,获得各旋喷桩计算参数与无侧限抗压强度关系曲线。在此基础上,根据实际施工工况建立平面应变有限元模型,进行多因素分析。结果表明:反力桩达到极限状态对应的位移较大,其设计宜根据位移量控制;在黏土旋喷桩强度合理区间0.8~5.0 MPa,其可降低反力桩位移量26.2%~27.1%,但提高强度对位移控制的效应并不明显;旋喷桩设计厚度及长度对位移控制的效果较强度明显;考虑桩后地基处理对反力桩承载性能的提高效应可更有效地确保临时结构合理可行、经济适用。

用逐步消取子结构法分析弹性地基上铰接梁源程序的应用

一、方法概要本程序正文曾以题为“支承刚度法分析弹性地基铰接梁”载于《水运工程》81年1期。弹性地基梁在梁与梁之间一般做成铰接,如图1所示。

基坑支护结构的实用计算方法及其应用

针对弹性地基反力法中没有考虑地基土的水平基床系数随围护墙水平位移而变化的问题,根据基坑工程中土抗力与支护结构位移之间的非线性共同作用,建立了一个非线性土抗力模型.基于此模型提出一个考虑土-基坑支护结构非线性共同作用的弹性地基反力法.在该方法中,采用以解除围护墙前侧向土压力的方法模拟基坑开挖作用,并考虑了由于开挖而产生的墙前土体弹簧刚度软化以及由此引起的应力重分布和附加变形.编制计算程序并分析了基坑工程实例中各工况支护结构的受力与变形.计算结果表明,按提出的分析方法计算的围护墙体位移比按现行规程设计方法计算的更接近实测结果,且计算参数的确定较为方便.

基于P-Y曲线法考虑桩土相互作用的高桩结构物分析

ＰＹ曲线法是一种非线性地基反力法，可用于分析横向荷载作用下桩结构物，尤其在分析有较大变位的桩结构物时，有许多突出的优点。本文就ＰＹ曲线法分析横向力作用下的高桩结构物的实施方法、特点进行了研究，编制了相应的程序，结合算例给出一些供工程设计人员参考的结论。

软土地基水平受荷桩基础力学性能研究

通过国内不同规范和文献的对比研究以及工程实例分析,建议以桩基地面水平位移达到6 mm的水平荷载作为桩基横轴向容许承载力,或者采用建筑桩基规范桩基水平承载力公式估算。考虑到软土地基桩土作用非线性的特点,引入了NL法对水平受荷桩内力和变形进行分析,建立了软土地基桩基在水平荷载作用下的精确分析方法;在相同的水平荷载作用下,采用m法计算的水平受荷桩变形值和内力值要比采用NL法计算的数值分别增大150%、15%左右,采用m法进行水平受荷桩设计时偏于保守。