软基上桩承加筋路基与桩基桥台的承载机理

采用ABAQUS有限元软件建立桩承加筋路基和桩基桥台模型,系统研究桩基桥台-路基-地基的相互作用性状,包括桥台桩基水平位移、桥头路面沉降、桥台桩弯矩等的变化规律,分析深厚软土地基的超孔压固结,并提出若干施工建议。

软基上桥头地基置换率对桩基桥台附加弯矩的影响

借助三维数值模拟,对桥头路基不同地基置换率m(2.2%, 3.1%, 4.9%, 8.7%)对毗邻桥台桩基工作特性的影响开展研究。结果表明:随着地基m的增大,软土侧向流动作用减弱,从而对桥台桩的最大附加弯矩也减弱。但从工程经济上考虑,存在一个地基m最优值(4.9%)使得桥台工作状态最佳,可为实际工程作参考。

软土区路基填筑对邻近桥台排桩侧推效应分析

结合南京某新通道穿湖段桥台偏移事故工程,对软土区桥台排桩的被动受荷效应进行了分析。基于塑性变形理论,综合考虑填土堆载影响和桥台双排桩受荷特点,构建了侧移软土与桥台双排桩相互作用的动态开展模型,给出了侧移土对桩身推挤作用的计算方法;并采用桩身离散和矩阵传递法给出了桥台双排桩受力响应的计算方法。工程实例验证了计算方法的可行性,可为软土区桥台排桩的设计计算提供参考。

整体式桥台-RC桩-土体系受力性能

为了探究整体式桥台⁃RC桩⁃土体系的力学性能,以国内某整体桥为背景,设计并制作了4个不同桩基配筋率和截面形状的整体式桥台⁃RC桩模型,并开展整体式桥台⁃RC桩⁃土相互作用低周往复荷载拟静力试验研究,主要研究RC桩配筋率与截面形状对桥台⁃RC桩⁃土体系受力性能的影响,并分析台后土抗力、桩侧土抗力、桩身应变与桩身弯矩的分布规律等。结果表明:在桥台往复位移作用下,距离台背较近处土抗力沿高度方向的分布规律会由“三角形”分布向“抛物线形”分布转变;距离台背较远处的基本呈“三角形”分布;台后土抗力会受到RC桩配筋率和截面形状的影响,提高RC桩的配筋率或采用矩形截面可增大整体式桥台⁃RC桩⁃土体系的整体性;桩身累积变形会影响桩侧土抗力的分布规律,使桩后侧土抗力减小、桩前侧土抗力增大;采用配筋率更大或矩形截面RC桩的试件更不易受累积变形的影响,桥台⁃桩基⁃土体系整体性更好;整体式桥台⁃RC桩在向河跨侧挤压前侧土体运动时,桩身应变和弯矩的分布规律与传统桩基一致;向岸坡侧挤压后侧土体运动时,桩身最大应变和弯矩出现在台底与桩顶连接处。提高RC桩配筋率或采用矩形截面RC桩可有效减小桩身应变和弯矩,改善RC桩基的受力性能。

软土地区桥台桩基负摩阻力试验研究

软弱土地基上的基桩,由于桩周土的向下运动,土与桩的摩擦增加了桩的下拉荷载,这就是所谓的桩侧负摩阻力,负摩阻力的存在增大了桩基的变形甚至导致破坏。通过软土地区桥台桩基的现场试验研究,获得了软土地区台背路基填土过程之中和之后的第一手资料,揭示了软土地区桥台路基填土时,桥台基桩内力和负摩阻力的变化规律。试验结果表明:台后填土对桥台基桩轴力的影响不仅发生在填筑施工期间,而且在施工完毕后相当长一段时间内仍有一定的影响;由于负摩阻力的作用,桩身轴力随着深度的增加先增大后减小,桩侧摩阻力沿深度呈非线性变化。

软基台后路基填土对桥台桩基侧向影响的试验研究

基于现场测试试验,获得了台后路基填筑前后桥台桩基应力变化的第一手资料;根据测试结果求出了基桩在台后填土前后基桩的弯矩。结果表明,在过渡段填筑之前,远处路基填土已在桩身产生了弯矩;在过渡段填筑期间,基桩弯矩随填土高度的增加而增加;过渡段路基填筑完毕,基桩弯矩也停止了增长。所得结论有助于进一步认识台后填土对桥台桩基侧向影响规律。

路基填土对桥台桩基影响的试验与数值仿真分析

台后路基荷载会使地基软弱下卧层发生压缩和水平移动,致使桥台桩基的受力性状非常复杂。在现场测试结果的基础上,建立了三维有限元模型,模拟了台后路基荷载作用下桥台桩基的受力性状,并与实测结果进行了对比分析。结果表明,有限元计算结果与实测结果较为一致。中间桩排和后排桩桩身最大弯矩与台后路基荷载的关系呈双折线型,与Stewart等提出的一致,但双折线转折点所对应的路基填土荷载并不一致。中间桩排的填土荷载为软土层固结不排水黏聚力强度ccu与土层厚度的加权平均值的3.34倍,后排桩约为2.22倍;前排桩的最大弯矩与路基填土荷载呈线性变化。桩顶变形与台后路基荷载呈非线性关系,可以分为两部分。前排桩桩身最大弯矩位置一直在软土层中,不随台后路基荷载变化;而后排桩桩身最大弯矩位置在台后路基荷载较小时位于软土层中,随着台后路基荷载的增大,最终出现在桩顶。

软基高桥台桩-土相互作用计算新方法研究

在软土地基桥台台后高路堤填土会引起下卧软土层产生水平塑流,对桥台桩基产生可观的侧压力。如何计算因软土塑性流动对桩产生的侧压力,是软土地基高桥台桩基设计中尚未解决的难点问题之一。通过分析对比研究,提出应用极限土压力法求解流塑区桥台桩基侧土压力,建立了可以考虑地基土成层特性、桩-土体系参数、侧压力沿深度任意变化的桥台-桩基系统分析力学模型,推导了求解桥台和桩基内力、位移值的新方法,该方法运算过程采用矩阵相乘,适于编程计算,比较一般理论方法和复杂的有限元法,其计算简单,需要的计算参数较少,实用价值更好。结合工程实例,采用MATLAB语言,编写了桥台桩基内力位移计算程序,验证了方法的准确性和可靠性,可供软土地基高桥台桩基设计计算时参考。

低承台桥台桩基侧向受力性状试验与数值分析

基于现场测试结果,采用三维有限元技术分析低承台桥台桩基在台后路基填土过程中桩基沉降、桩身弯矩、桩顶水平变形、桩身剪力和桩侧附加水平挤压力随台后填土荷载增加的变化规律。研究结果表明:计算结果与实测结果吻合较好;桩顶水平变形和桩身最大弯矩随填土荷载的增加近似呈线性增加;深度方向20 m范围内,桩身剪力图呈"S"型,桩侧附加水平挤压力图呈抛物线型。低承台桥台桩基力学模型等同于桩顶和桩端嵌入一定深度、具有一定变位的超静定梁结构。本文所得结论可以为桥台桩基的设计和施工提供参考。

台后填土对桥台桩基的影响分析

通过软土地区桥台桩基的现场试验研究,获得了软土地基台后路基填土过程之中和之后的第一手资料。揭示了软土地区桥台路基填土时,桥台基桩弯矩和负摩阻力的变化规律。试验结果表明:台后填土对桥台桩基的影响不仅发生在填筑施工期间,而且在施工完毕后相当长一段时间内仍有一定的影响。随着填土高度的增加,桩侧摩阻力沿深度呈非线性变化,桩身弯矩呈现增大趋势。

软土地基上桥台桩基受力算法研究

结合位于珠江三角洲软土地区的2座梁桥桥台病害的实地检测情况,对软土地基上桥台受力机理进行了分析。通过结合Ito基于塑性变形理论推导的用于计算位于移动土体中的桩基所受到的挤压力的理论计算公式和有限元分析方法,建立了符合软土地基桥台桩基实际受力情况的平面杆系计算模型。通过将计算结果与随后进行的16根桥台桩基的钻芯取样结果进行对比,揭示出了这2座桥的桥台桩基产生严重断裂的真正力学原因,从而初步找到了一种适合于软土地基上桥台桩基的计算方法。

软基上桥头路基填筑对桥台桩的影响研究综述

根据国内外文献资料,主要就软土地基上桥头路基填筑对桥台桩的侧向影响研究现状进行分析,总结了目前包括软基上桥头路基填筑对桥台桩基影响的试验、有限元分析以及路堤下卧软土侧向变形引起的桩身土压力计算等诸多方面的研究成果,简要论述了存在的问题和今后的研究方向,并建议采用有限元分析和离心模型试验相结合的方法来研究这些问题。

软土地基桥台桩基负摩擦力的试验研究

通过对软土地基桥台桩基负摩擦力现场试验,获得了软土地基台背路基填土过程之中和之后,基桩轴力变化的资料,揭示了软土地基桥头路基填土桥台基桩内力和负摩擦力的变化规律。结果表明:在桥头路基填筑期间,负摩擦力就已经产生并直接影响到桩基轴力;在填土完毕后相当长一段时间里,负摩擦力仍不断加大,基桩轴力增长仍比较明显。

软土地基中桥头路基桥台桩侧向反应分析研究

在高速公路与桥梁的连接段,桥头路基软土引起的侧向荷载,对桥台桩基的水平位移和弯曲变形具有重大影响,严重时将导致桥台或桥梁结构的破坏。该文介绍了侧向变形土体常见的位移模式,研究了桥台桩的变形机制,并阐述不同模式下桩侧压力的产生机理。在此基础上提出桩土间相互作用力与桩土间相对位移的双曲线关系模型和理想弹塑性关系模型,并对模型进行了求解。通过试验数据验证了计算模型的正确性。

路基堆载下软土侧移对桥台桩基影响研究综述

根据国内外文献,综述现有路基堆载下软土侧向位移对桥台桩基影响的研究概况,着重介绍了桥台桩基在路基堆载下的变形规律试验、路堤下覆软土侧移对桩身的极限侧压力计算方法以及桩土相互作用计算方法等的研究成果,简要论述了存在的问题及今后进一步研究的方向。

桥台桩基施工对邻近地铁区间隧道的影响分析

基于武汉地铁3号线王宗区间隧道和龙阳大道高架桥平行施工情况,对紧邻地铁隧道的高架桥桥台桩基施工过程进行数值模拟分析,研究龙阳大道立交桥桥台桩基施工对已完成初期支护的地铁区间矿山法隧道初支结构可能产生的影响,并采取隧道结构的保护措施,保证了高架桥桥台桩基施工和邻近地铁区间隧道的安全。

基于桩侧土压力的桥台桩基桩土相互作用研究

分别将桩的受荷模式作为被动桩和主动桩考虑,建立了路堤荷载下软基桥台桩基桩土相互作用的计算模式。以Ito法计算被动桩侧极限土压力,并将其作为桩所承受的被动荷载;将桩视为一维结构单元,利用p-y曲线法来考虑桩后土体的非线性及成层性,从而建立了桩身位移的计算方法。采用有限差分法求解,并与现场测试结果对比分析,验证了方法的合理性。

软基中高速公路桥台桩基变形基本规律探讨

就软土地基中高速公路桥台桩基变形规律的国内外研究现状进行分析,总结了目前包括软基中桥台桩基变 形规律的试验、有限元分析以及路堤下覆软土侧向变形引起的桩身土压力计算等诸多方面的研究成果。最后,结合 具体的桥梁桩基工程的有限元分析成果,进一步探讨了桥台桩基变形的基本规律,简要论述了存在的问题和今后的 研究方向,并建议采用有限元分析和离心模型试验相结合的方法来研究这些问题。

桥台桩基负摩擦力的形成分析与消减措施

结合公路桥梁工程实际 ,讨论桩基负摩擦力的发生条件 ,分析桥台软土地基桩基负摩擦力的大小和发生深度 ,提出降低桩基负摩擦力的方法。实例证明桥台软土地基在成桩前预先处治 ,消减桩基负摩擦力 。

封闭作用对软土地基上桥台桩基的影响机理分析

封闭作用会使软土层在较大范围内产生超常的水平向应力,在桥头段将使得桥台下桩基受到侧向推挤。利用离散元程序(PFC2D)建立了力学模型,对某工程桥头路段实例进行深入的机理分析,发现当桥台台帽自由时,其水平向附加应力沿深度方向的分布呈现中部大、两端小的特点,同时指出硬壳层对下卧软土层的封闭作用是导致事故发生的主要原因,为工程设计人员处理类似地基提供借鉴。