考虑桩身横向惯性效应和桩周土竖向支承作用的楔形管桩纵向振动特性

该文研究考虑桩身横向惯性效应和桩周土竖向支承作用的楔形管桩纵向振动特性。首先,根据楔形管桩特殊的桩身结构和桩周土的成层性,将桩-土系统沿纵向划分为若干微元段,采用Voigt体模型模拟桩周土对楔形管桩桩段的竖向支承作用;基于考虑土体竖向波动效应的三维轴对称模型建立桩周土纵向振动控制方程并求解,得到桩-土之间的侧摩阻力;然后,基于Rayleigh-Love杆模型建立桩的纵向振动控制方程以考虑其横向惯性效应,求解桩的振动控制方程并结合Laplace变换和阻抗函数递推,得到考虑桩周土竖向支承作用的桩顶复阻抗和速度导纳解析解,进一步地,通过卷积定理和Fourier逆变换得到桩顶时域响应半解析解;最后,通过与已有解的对比验证了该文解的合理性,并通过参数分析的方法研究了桩身横向惯性效应、桩周土竖向支承作用及桩身参数对桩顶动力特性的影响。

循环温度场下桩周土微观结构试验研究

能量桩在运行过程中桩周土的温度会发生改变,进而会影响到土体的微观结构.为了得到能量桩桩周土的微观结构变化规律,结合室内模型试验,通过扫描电镜和核磁共振技术,对能量桩运行前后的桩周土进行了测试,利用IPP软件对扫描电镜得到的微观参数进行了定量分析.结果表明,循环温度场下能量桩中间部位的土体温度扩散速度快于两端部,土体温度沿径向呈递减趋势;能量桩的运行过程对桩周土的孔隙影响较大,使桩周土的孔隙变大,孔隙的定向角呈无序性发展;对土颗粒的定向性影响较大,使土颗粒的定向角呈无序性发展.

高应变实测曲线拟合法在PHC桩周土阻力分布计算中的应用

基于高应变动测技术原理,在预应力混凝土管桩工程的静载试验桩中进行高应变动力检测,对采集的有效力和速度信号进行实测曲线拟合法计算,得出PHC桩周土阻力分布数据,为优化工程桩的选型与布置设计提供参考。

桩周土体性质对旋挖灌注桩承载力的影响分析

旋挖灌注桩技术是一种常用的地基改良技术,旋挖灌注桩承载力是评估其性能和可靠性的重要指标。文章以某项目为依托,通过数值模拟,从桩周土体变形模量、桩端土体变形模量和桩周土黏聚力三个角度探究了桩周土体性质对旋挖灌注桩承载力的影响。研究结果表明,桩周土体变形模量的增大会增加桩的摩擦阻力,桩的侧阻力也会显著增加,从而提高桩的承载力;桩端土体的变形模量对于单桩的极限承载力具有显著的影响,较大的变形模量可增加刚度、侧阻力和摩擦力等因素,从而提高桩的承载力。

考虑桩周土竖向作用和施工扰动效应时大直径楔形桩的纵向振动特性

将桩土系统划分为数量足够多的微元层,基于复刚度传递多圈层平面应变模型,求得了桩侧土对桩身的剪切刚度。采用Voigt体模拟桩周土与相邻微元桩段交界面上环形截面的作用,求得了弹簧和粘壶系数。通过拉普拉斯变换,结合相邻微元桩段交界面上的位移连续和应力平衡条件,得到了修正的阻抗函数递推法。通过求解微元桩段的动力平衡方程,结合修正的阻抗函数递推法,求得了桩顶的阻抗函数。将该解与已有解进行对比,进一步验证了的楔形桩承载性能的优越性。在桩基动力设计所关心的低频范围内,通过参数分析研究了桩周土的竖向作用与施工扰动效应的耦合作用。

粉喷桩施工对桩周土体扰动的试验与数值模拟研究

软基处理是高速公路建设中的关键技术问题,粉喷桩是一种经常被采用的方法。通过现场试验,研究了粉喷桩施工过程中和施工结束后桩周土孔隙水压力的增长消散规律以及桩周土体强度随龄期的变化规律,并用数值分析的方法进行了进一步分析,得到了孔隙水压力与深度和距桩水平距离的变化关系,从试验和理论两个方面揭示了桩周土受粉喷桩施工扰动的变化规律。

粉喷桩施工过程对桩周土影响机理分析

通过对现有粉喷桩施工过程喷粉压力的分析,提出了粉喷桩施工过程喷粉压力对桩周土体作用的分析模型,该模型可以考虑施工过程桩周土体中超静孔隙水压力随深度变化.分析了粉喷桩施工过程的桩周土体超静孔隙水压力产生与消散规律.利用平面圆柱扩张理论分析某一深度处超静孔隙水压力,求解出粉喷桩施工对桩周土体产生塑性区半径大小的解析式.由理论计算结果与实测结果表明,桩边附近的超静孔隙水压力的理论值与实测值较为吻合,而由于假设条件与实际情况存在着一定的差异,导致理论计算结果的塑性区半径偏大.但由理论计算表明,理论公式能较好反映粉喷桩施工对桩周土体的影响规律.

考虑桩周土竖向作用大直径楔形桩纵向振动特性

将桩土系统划分为数量足够多的微元段,相邻微元桩段接触面处的环形凸面与土的相互作用采用单个Voigt体模拟,求得Voigt体的弹簧和黏壶系数。结合相邻微元桩段接触面上的应力平衡条件和位移连续条件,得到修正的阻抗函数递推法,桩身采用Rayleigh杆考虑桩身的横向惯性效应。结合桩底的边界条件,运用拉普拉斯变换和修正的阻抗函数递推法求得了平面应变条件下成层土中考虑桩周土竖向作用时大直径楔形桩桩顶复阻抗的解析解。通过与已有解对比,研究了桩周土竖向作用对桩顶复刚度和桩顶在瞬态激振下的速度响应的影响,并在低频域内详细分析了桩周土的竖向作用与桩土系统参数对桩顶复刚度的影响的耦合作用。

钻孔灌注桩桩周土扰动的有限元分析

通过有限元计算对钻孔灌注桩的整体成桩过程进行了数值模拟,对桩孔开挖、泥浆护壁、硬化成桩等过程进行了分析:(1)考虑了施工过程中桩周土卸荷作用、软弱层、挤密作用等因素对桩承载力的影响,运用控制变量法对各因素的影响进行了计算;(2)将应力释放、泥皮、沉渣、挤密作用等多种施工因素整合成不同工况进行了数值模拟。计算结果显示:泥皮和应力释放效应是最容易引起灌注桩承载力下降的因素,在灌注混凝土以后,桩周土会受到一定的挤密作用,但挤密作用对灌注桩承载力的提高十分有限,在实际设计中挤密作用的影响可以忽略不计。

高压旋喷桩桩周土摩阻力的分析与探讨

通过对旋喷桩的单桩静载试验,探讨了桩周土摩阻力作用的情况,通过计算和分析,得出了两个结论,为旋喷桩基础的设计提供参考。

超长桩桩周土软化对其承载力的影响研究

分析了超长桩的荷载传递机理及蠕变性降低土体强度的原因,以开尔文模型为桩周土的流变模型,推导了孔壁水平地应力随时间变化的公式。探讨了超长桩桩周土软化对其承载力的影响。工程实例表明,桩周土软化对超长桩的承载力具有不可忽视的影响。

桩周土及桩间距对桩基地震反应的影响

用整体动力有限元方法分析桩周土及桩间距对桩基地震反应的影响。在土体侧向的边界节点处用弹簧并联阻尼器来进行模拟;在土体平面应变单元和桩体梁单元连接处,用补充约束方程的方法进行节点耦合,使2种不同类型单元满足连续条件。结合典型工程实例选择桩、土、结构及荷载参数,重点研究了上层软土厚度的变化、软土地质参数的变化及桩间距的变化对桩基地震反应分析的影响。当上层软土的厚度达到一定值时,在土层软硬分界处桩身的内力将达到最大值。当上层土体更为软弱时,在土层软硬分界处桩身的内力会有较大的增加。桩间距适当减小时桩身的峰值内力会减小。

桩周土开挖状态下钢管桩稳定性研究

既有建筑物地下增层时,需利用桩基础支撑上部结构,才能开挖下面的土方。随着桩周土开挖,桩的稳定性会相应降低。设计一可拆卸式模型箱,开展大比尺钢管桩受压稳定性试验。试验结果表明,随着钢管桩开挖比的增加,桩周土对桩身的约束逐渐减弱,桩的极限荷载也逐渐降低。随着钢管桩回转半径的增大,桩的长细比减小,桩的极限承载力相应提高。随着钢管桩初始偏心距的增大,桩的极限荷载明显变小。设置水平支撑后,钢管桩的极限荷载明显提高,设置在桩身中部比设置在桩顶效果更明显。提高支撑刚度后,极限荷载进一步增加。考虑桩的受压稳定性影响因素,提出钢管桩受压极限承载力的计算方法。将文中提出的计算方法得到的桩身极限荷载与试验结果相比可知,其基本变化规律是一致的。轴心受压时,计算值与试验结果平均偏差为10%;偏心受压时,计算值与试验结果平均偏差为8%。

桩周土开挖条件下桩基础屈曲稳定性分析

利用桩基础支撑既有建筑,下方开挖土方施工地下室是一种既有建筑地下增层的有效方法。随着桩周土的开挖,桩基础的稳定性会降低。文章利用ANSYS程序建立桩的二维有限元模型,桩周土用弹簧单元模拟,其线刚度用m法取值,通过特征值分析和非线性加载可分别获得桩基承载力的上限、桩基承载力的极限荷载和失稳时的变形曲线。结果表明：桩顶为自由端的桩基础,随着桩周土开挖深度的增加,其稳定性系数明显降低;相同开挖条件下,桩周土的m值和桩基截面边长越小,其桩基的稳定性系数越小;桩顶或桩身设置水平约束构件后,有效减小了计算长度,其稳定性系数比桩顶为自由端的桩基础提高了1.2~2.9倍,且开挖深度越深、桩周土m值越小,其效果提高的越明显。

桩周土开挖条件下钢管桩屈曲稳定性试验研究

既有建筑物增设地下空间时,需要运用桩基础支撑上部建筑物,才可开挖建筑物下面的土方。随着桩周土减少,桩的屈曲稳定性会相应减少。文章在模型箱内利用杠杆加载的方式对不同开挖深度条件下的钢管桩的屈曲承载力进行了研究和测试,分析了其相应的稳定系数。结果表明:当桩顶加载达到极限荷载时,桩身会出现突然的屈曲破坏;开挖比较小时,屈曲位置出现在桩土交界面附近,随着开挖比的增加,屈曲位置明显上移;随着桩周土开挖深度增加,桩的稳定系数随之减小,当钢管桩下端处于嵌固状态时,其稳定系数比处于非嵌固状态时明显要大;钢管桩中部增设了水平拉接杆件后,其稳定性明显提高;桩周土的开挖比>0.5时,回转半径较大的钢管桩稳定性系数较大;当其值<0.5时,回转半径较大的钢管桩稳定性系数较小。

桩周土含水率对三维碎石桩基承载力影响的实验

探讨桩周土含水率对碎石桩桩体的荷载传力效率的影响。通过含水桩周土与碎石桩组成的复合地基的室内三维荷载试验,和对碎石桩两端应力的计算处理,详细分析了碎石桩的桩长、截面形状和桩周土含水率对桩体承载力的影响。结果表明:当桩周土含水率为11.6%时,长桩桩体分担荷载最大;当为较低和较高的含水率时,桩体分担的荷载部分减小,底部应力较小。给出了碎石桩复合地基由刺入破坏向鼓胀破坏转变的关键参数——临界长径比。含水率不同,桩体对应的临界长径比不同。对应于试验中所采用的含水率(7.89%～16.01%),桩体临界长径比为20～22.5,且临界长径比随含水率的增加呈先增加后减小的变化趋势。

排水粉喷桩加固软土地基桩周土体强度变化规律

排水粉喷桩(2D工法)是同时采用粉喷桩和塑料排水板加固软土地基的一种新工法。在某高速公路中进行了排水粉喷桩加固软土地基的现场试验段施工,分别采用静力触探试验、十字板剪切试验等方法测定加固前及其加固后不同龄期的粉喷桩桩周土强度,得到了施工后桩间土强度变化的规律。测试结果表明采用粉喷桩联合排水板法加固后,桩周土强度有一个先降低后提高的过程,28天龄期时恢复到原状土强度,随着龄期的增长桩周土强度可以进一步增加。最后对桩周土强度的变化机理进行了初步探讨。

复合地基中无粘性桩周土颗粒位移形式

基于无序颗粒堆中应力传递的试验研究,用扩散过程理论微观分析挤密桩的桩周土颗粒介质在径向挤压力的作用下,塑性区内土体静力结构的应力分布、土颗粒的位移形式及其扩散规律,并用概率模型定性地描述了无粘性土复合地基的挤密过程中土颗粒的位移,得到了在r≤d2、d2≤r≤rs、r≥rs3 个不同范围内,土颗粒径向位移的概率分布模型.

桩周土开挖状态下桩基础荷载传递规律研究

桩周土的开挖和桩身的暴露会导致桩承载力和稳定性的降低,严重时会影响建筑物安全;揭示桩周土开挖时桩基础荷载传递规律,可以为既有建筑地下空间的开发和利用提供重要的理论和技术支持。文章采用ANSYS有限元程序对一座框架结构建筑物桩周土开挖过程中的桩身轴力、侧阻力和端阻力的分布和变化规律以及桩基础的沉降变化规律进行数值分析。结果表明:随着托换桩桩周土开挖深度的增大,建筑物荷载通过侧阻传入土体比例减小,端阻和侧阻力作用充分发挥,最终桩基承载力达到极限状态,桩基沉降量会增大;增大桩长、桩径、桩数量和桩土间摩擦系数等措施可以增加桩身承载力,也可减小桩基沉降,而且增大桩身长度对提高桩基承载力效果最好,增大桩径和桩数量对减小桩基沉降效果明显。

超大吨位基桩静载试验加载时对桩周土的影响范围

针对广州某中央商务区核心区地下空间钻孔灌注桩的超大吨位静载试验,分析了静载试验加载过程中Q-s曲线和桩周土体的位移变化。分析表明:当荷载小于试桩竖向承载力特征值时,试桩的竖向刚度几乎保持不变。试验加载时,越靠近大梁的土体出现卸荷回弹的现象越明显,同时桩周土体由于剪切作用会发生沉降,两者作用同时发生造成桩周一定范围内土体隆起,加载时对桩周土体的影响范围可定为4 d。