基于桩土相对刚度的CFG桩复合地基适用性研究

考虑目前对于CFG桩的研究仍然具有一定的局限性,基于温克尔弹性地基梁理论本文提出一种复合地基CFG桩与桩间土相对刚度的定量化标准,在采用弗拉曼解获得单根桩受侧向力条件下荷载边缘所受水平应力的基础上,运用ANSYS软件对土体不同m值、不同桩径、不同桩长以及不同混凝土强度条件下CFG桩的受力与变形情况进行研究。结果表明:①当桩土刚度比接近于1时,桩土变形协调,当桩土刚度比处于1~2.5之间时,桩土相对变形较大,当大于2.5时,桩土变形独立无法形成复合地基;②随着桩径变大,相对刚度变大,相同荷载条件下桩体位移减小。③随着混凝土强度等级提高,相对刚度变大,桩体位移变小,但相对变化幅度较小;④桩长对桩体内力与变形影响十分微弱。

考虑桩土相对刚度影响的桩基水平循环累积变形特性及预测方法研究

针对海上风机桩基水平循环累积变形预测研究主要聚集于外部循环荷载作用特征,忽视桩土相对刚度影响的问题,通过自行研制的循环加载系统在砂土中开展了一系列1g模型试验研究。试验结果表明:归一化累积变形y_(N)/y_(1)随循环次数N增加呈指数型增长趋势,且随着循环荷载比ζ_(c)的增大而减小,但与循环幅值比ζ_(b)无明显关联性。桩土相对刚度与归一化累积变形呈现“S”型变化规律,即相对刚度对柔性桩和刚性桩的累积变形影响较小,但半刚性桩的累积变形则随着桩土相对刚度的增大而增加。在此基础之上,进一步提出了考虑循环荷载特性及桩土相对刚度联合影响的桩基水平循环累积变形预测公式,通过与文献已有试验数据对比分析,验证了方法的合理性与可靠性。

饱和黏土中不同刚度单桩水平循环加载离心试验

对正常固结黏土中具有不同桩土相对刚度单桩基础的水平静力及循环承载特性开展离心试验研究。在相同土层及桩基埋深条件下,通过调整模型桩材料及桩身截面几何尺寸,实现桩土相对刚度调节,对比组包括刚性桩、柔性桩和半刚性桩。在加载试验前执行T-bar循环插拔试验,各组试验土体强度与弱化参数一致,验证了制样的可靠性。桩基归一化荷载-位移曲线初始刚度和归一化极限承载力均随桩土相对刚度系数增大而增大,表明桩土相对刚度系数可用于描述水平受荷桩静力承载特性。尽管刚性桩刚度受循环荷载的影响更大,其循环稳定桩侧刚度仍显著优于柔性桩结果。循环稳定桩侧刚度与静力刚度比值随桩土相对刚度增大而减低,从长期刚度控制的角度,不断增大桩径不利于长期稳定承载,可通过增大桩基埋深提升长期承载的稳定性。

被动桩侧向土压力的三维数值模拟

运用岩土数值计算程序FLAC^(3D)对土体沿深度发生均匀侧移、桩基两端可简化为铰接情况下的被动单桩的侧向土压力进行了研究,其中土体采用摩尔-库伦本构关系,桩基采用线弹性本构关系,桩土之间建立接触面。研究表明:桩侧土压力随着土体侧向位移增大而增大,当达到极限状态时在浅层土体内桩侧极限土压力随深度增加而增大,达到一定深度后,桩侧极限土压力随深度增加基本保持不变;桩周粗糙度是影响桩侧极限土压力大小的重要因素;桩土相对刚度对桩基位移、剪力、弯矩和桩侧极限土压力分布有较大影响。另外,分析了桩侧土压力-桩土相对位移关系曲线(p-δ曲线)的形状以及达到极限土压力所需的桩土相对位移,并将计算结果与前人研究结果比较,得出两者具有较好的一致性且本文结果有所改进。

超长PHC管桩嵌固深度研究

高桩码头结构计算时可以先把基桩在某深度处固定进行上部结构计算,再把计算的桩顶内力作为荷载施加到桩上进行桩-土相互作用分析。理论上讲,以简化前后的桩顶水平位移相等为条件确定嵌固点位置最为合理,但实际中难以实现。结合现场试桩资料,深入分析了超长桩在水平荷载作用下的嵌固特性,提出了嵌固深度随荷载变化的经验计算公式,实例计算结果表明效果良好。

基于修正系数法的桩基水平静载试验参数分析

为分析桩基水平静载试验下地基参数取值,根据m法开展桩土相对刚度变化对地面处位移、转角和最大弯矩影响敏感性分析研究。采用桩的理论抗弯刚度对综合刚度原理和双参数法模型进行修正,提出基于m法的修正系数法计算模型,该法能够保证地面处的位移和转角理论值与实测值相符。结合算例,通过弯矩理论值和实测值对比,验证该法的合理性。算例分析表明,桩身最大弯矩理论值较m法误差小且弯矩沿深度分布较m法合理,修正系数法能够更好地模拟桩土的实际工况。