带帽刚性桩复合地基荷载传递机理研究

为了研究带帽刚性桩复合地基荷载传递机理,基于弹性理论和合理假定,采用荷载传递函数法,建立了带帽刚性桩复合地基中桩体沉降及其轴向应力、桩帽下土体竖向位移及其竖向应力、桩帽间土体竖向位移及其竖向应力、桩身侧摩阻力、桩帽边缘土体之间的侧摩阻力与荷载水平、深度之间的控制微分方程。采用微分方程的近似解法,推导出相应地解析表达式。利用桩体荷载沉降关系作为已知条件进行求解,计算结果能够反映带帽刚性桩复合地基荷载传递的一般力学性状规律。

带帽刚性桩复合地基现场足尺试验研究

为深入、全面了解带帽刚性桩复合地基工作性状,通过在苏州绕城高速公路两试桩区的现场足尺试验,重点研究带帽刚性桩复合地基的荷载沉降、载荷板与桩体的沉降差、地表土应力分布特征、剖面沉降等性状规律。试验研究结果表明:带帽长桩型复合地基较带帽短桩型复合地基易于控制地基沉降变形和提高地基承载力,在设计荷载下带帽短桩型复合地基较带帽长桩型复合地基更能发挥地基土承载作用,桩帽下土体与桩帽间土体承载性能及发挥程度不同。由于桩帽能均化桩顶应力,起到刚性板作用,带帽桩体与桩帽下土体能产生近似等量的竖向变形,同时保证了垫层的整体效应。试验分析成果有助于建立带帽刚性桩复合地基计算模型、完善带帽刚性桩复合地基工作性状研究以及优化工程设计。

基于双曲线模型的带帽刚性桩复合地基荷载传递机制研究

假定带帽刚性桩复合地基桩土荷载传递函数为双曲线模型,对其荷载传递机制进行了非线性分析。根据文献[1]的方法,建立了桩体、桩帽下土体及桩帽间土体的竖向位移、竖向应力、界面侧摩阻力与深度之间的控制微分方程。利用微分方程近似解法,得到了相应的解析表达式。直接把桩顶沉降作为已知条件进行求解,计算结果能反映带帽刚性桩复合地基工作性状规律,可为工程设计提供理论基础。

带帽刚性桩复合地基试桩力学性状三维有限元分析

采用有限元方法,对带帽刚性桩复合地基力学性状进行了初步的数值模拟分析,找出了带帽刚性桩复合地基力学性状的一些基本规律。带帽刚性桩复合地基在一定深度位置处存在等沉面现象,为建立带帽桩复合地基沉降计算模型提供了理论依据,并为设计提供有益指导。

路堤下带帽刚性桩复合地基位移场数值模拟

采用非线性有限元方法,研究和分析了新建高速公路路堤填土过程中带帽刚性桩复合地基地表沉降、竖向位移和侧向位移的变形特征,分析结果能为带帽刚性桩复合地基的理论研究、工程施工和设计提供有益的指导。

带帽刚性桩复合地基设计及应用

文章基于应力集中和应力扩散原理,分析了带帽刚性桩复合地基中桩长、桩体中心间距、桩帽尺寸及垫层厚度等,各尺寸之间的相互关系,给出了各尺寸确定的一般方法。最后结合工程实践,提出了优化设计思路。

带帽刚性桩复合地基复合桩土应力比的简化计算

在文献[1]推导带帽刚性桩复合地基复合桩土应力比隐式计算公式的基础上,从分析带帽刚性桩复合地基沉降变形特征着手,不考虑复合桩体自身压缩变形量,对复合桩土应力比隐式公式进行简化,推导出带帽端承型桩和带帽摩擦型桩复合地基复合桩土应力比的显式公式,并得出带帽刚性桩复合地基按桩帽间土体模式的沉降计算公式,最后将计算结果与文献[1]进行对比,验证该简化方法的可行性和有效性。

拓宽路堤下带帽刚性疏桩复合地基应力特性现场试验研究

依托沪宁高速公路(上海段)拓宽工程试验段,进行拓宽路堤下带帽刚性疏桩复合地基应力特性的现场足尺试验;根据试验数据分析桩–土应力水平和分布特征,并采用不同模式进行桩–土应力比的计算、比较和分析。研究结果表明:桩体应力集中效应与路堤填筑高度和桩的位置有关。二灰土路堤产生桩体应力集中效应的最小填筑高度为120cm。靠近坡脚的路堤边坡下方难以产生桩体应力集中效应。中心桩的应力集中效应远大于边缘桩。桩帽底土承载能力的发挥要求桩体具有较强的应力集中效应;桩帽顶应力与桩帽底应力的显著差异,表明桩帽底土接近脱空状态。路堤填筑过程中桩–土应力不断调整,实测桩–土应力比的变化范围为1～12。实测桩–土应力比不能准确地反映拓宽路堤下带帽刚性疏桩复合地基的应力特性,建议采用桩位应力比作为桩体应力集中效应的评价指标。

带帽刚性疏桩复合地基变形机理分析

分析了带帽刚性疏桩复合地基的思路形成过程、设计思想、变形机理及其形成复合地基的条件，在现场试验的基础上，提出了带帽刚性疏桩复合地基计算模型，并提出了相应的三种沉降计算模式，为带帽刚性疏桩复合地基作用机理理论研究提供基础。

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。

带帽桩复合地基复合桩土应力比的计算及影响因素分析

在分析带帽刚性桩复合地基试验成果的基础上,提出复合桩土应力比的概念,以合理反映带帽桩复合地基的力学性状。以土力学和弹性理论为基础,基于合理假定,采用等沉面的思想,考虑复合桩体发生上、下刺入变形现象,推导出能够反映层状不均质地基和带帽桩复合地基空间三维沉降变形特征的复合桩土应力比隐式计算公式。通过工程算例,分析了桩体中心间距、桩长、桩帽尺寸、垫层变形模量、下卧层土体变形模量、桩帽间土体变形模量和静止侧压力系数等因素的影响,提出了利用复合桩土应力比进行带帽桩复合地基按桩帽间土体沉降量控制优化设计的思路。