多层地基中水平荷载桩计算m法的两种数值解

针对现行多层地基中水平荷载桩计算m法存在的问题,提出了按实际成层地基抗力系数采用有限差分法和弹性地基杆系有限单元法计算桩身位移和内力的方法,编制了全桩位移、内力计算和图形处理程序。实例计算表明:两种数值计算方法所得结果相当一致,且较现行换算地基系数法有更高的计算精度和计算效率,故两种方法均可直接应用于多层地基中水平荷载桩的设计计算与分析。

水平荷载桩桩土共同作用全过程分析

在桩基础的分析中 ,对水平荷载桩的计算长期限于弹性 ,而只考虑桩周土体的非线性。本文在考虑钢筋混凝土桩非线性损伤的情况下建立了一种空间耦合数值计算模型 ,并编制了相应的计算程序。通过算例分析证明了所设计的计算程序是合理的和可行的。本文方法可以模拟计算桩身混凝土损伤引起的刚度降低和桩周土体不同应变软化模式对桩身水平位移的影响 ,与传统的或规范意义下的分析方法相比具有机理分析清楚 。

粘性土中水平荷载桩的地基极限水平反力研究

通过对粘性土中水平荷载桩的地基极限反力的研究,按塑性理论推得了粘性土中圆形截面水平荷载桩地基极限水平反力P_u的滑移线理论解,其p_u值为已引用多年的Broms建议值的一半或更小.经试桩资料验证,按此理论解答求得的桩顶极限水平荷载与实测值非常吻合.

无粘性土中水平荷载桩的地基土极限水平反力研究

本文针对前人推导的水平荷载桩地基土极限水平反力Pu的基本假设不尽合理和所得Pu过大、偏于不安全这一现象,对水平荷载桩地基土极限水平反力的形成特征和桩周土的应力状态进行了分析研究.并在此基础上按塑性理论推导获得了无粘性土中圆形截面水平荷载桩地基土极限水平反力Pu的滑移线理论解,其Pu值约为Broms建议值的一半或更小.经与试桩资料对比,本文解答求得的单桩极限水平承载力与实测值非常吻合.

水平荷载桩的试验研究

以南通一船坞工程为例,通过现场试验分析水平荷载桩的受力特性,得出了在各级荷载作用下,桩顶水平位移与水平荷载之间的关系和桩身的位移、转角及弯矩分布规律。通过桩身应力测试。研究了水平荷载桩的应力分布规律。

基于P-Y曲线法的水平荷载桩的特性分析

对于水平受荷桩,P-Y曲线法是一种较好地反映其非线性变形特性的计算方法,当桩身变形较大时,其它方法相比P-Y曲线法有很大的优越性。本文依有限差分迭代法在迭代过程中反复利用土的P-Y曲线,直至计算到桩的相对刚度与实际绘制的P-Y曲线相符合,并通过实例分析表明该方法可很好地反映实际情况,具有一定的实用性。

水平荷载作用下桩的变形非线性简化分析

很多情况下,桩基础在承受竖向荷载的同时,还要承受水平方向的荷载。在某些重要工程中,水平荷载成为设计时的控制因素。此时,桩的破坏是由于水平荷载作用产生过大的桩身内力和弯矩所引起的。以Winkler地基模型模拟桩土之间的相互作用,考虑土体的非线性,采用理想弹塑性和双曲线非线性地基反力模型,提出了基于有限差分法的水平荷载作用下桩的变形非线性简化分析方法。将计算所得结果与有限元计算进行了对比分析,并与已有文献试验结果作了比较。

双参数层状地基受水平荷载长桩的水平位移计算

基于能量变分原理推导了双参数双层地基中受水平荷载长桩平衡微分方程和相应的边界条件以及中间各层地基相互联系的弯矩平衡、剪力平衡、位移以及转角连续条件,同样多层地基也可以用这些条件来联系.将平衡微分方程的解-位移函数代入弯矩平衡、剪力平衡、位移以及转角连续条件可以求得分段位移函数的系数,从而确定多层地基中受水平荷载长桩的水平位移曲线.算例分析表明地表硬层对多层地基中桩的水平位移有一定影响,桩直径增大到一定程度以后,其对水平位移的影响越来越小.

水平梯形分布荷载桩双参数法的数值解

为提高现有水平梯形分布荷载桩设计计算水平,提出了地基系数按双参数抗力模式表达下的水平梯形分布荷载桩位移和内力计算的有限差分数值分析方法,并详细推导了桩身位移的差分格式。基于这些公式,编制了全桩位移、内力及侧土抗力的计算和图形处理程序,可适用于滑坡抗滑桩和深基坑悬臂支护桩的设计计算。算例表明,该方法方便可靠,当有限差分段划分得足够小时,可使数值解接近于真实解。通过调整地基系数进行试算,可实现桩身位移和内力计算结果与实测或实际值较好吻合,从而为有试桩资料的条件下反算地基抗力系数提供了一种验算方法。计算程序的自动图形处理有助于桩身结构设计的优化和经济效益的提高。

水平荷载短桩桩土共同作用全过程分析

利用三维有限元、无限元和界面单元相耦合的方法对短桩桩土共同作用全过程进行数值模拟,计算了短桩桩土体系中土体对桩身的抗力分布及桩前土体隆起位移和桩后土体与桩分离大小等,较详细地探讨了短桩桩土共同作用机理。

分布荷载推力桩计算的p-y曲线法研究

为提高现有水平梯形分布荷载推力桩设计计算水平,提出了地基系数按非线性土抗力-水平位移(p-y)曲线抗力模式表达的水平梯形分布荷载推力桩位移和内力计算的有限差分数值分析方法,并详细推导了桩身位移的差分格式。基于这些公式,编制了全桩位移、内力及侧土抗力的计算和图形处理程序,可适用于滑坡抗滑桩和深基坑悬臂支护桩的设计计算。结合新型桩型现浇混凝土薄壁管桩(PCC桩)作为滑坡抗滑桩进行对比分析,算例表明:该方法方便可靠。当有限差分段划分得足够小时,可使数值解接近于真实解。

水平荷载单桩计算的综合刚度和双参数法杆系有限元数值解

为提高水平荷载单桩设计计算的准确度和效率,建立基于综合刚度和双参数法原理的杆系有限元数值解。同时,从理论和对静载试验实例的分析上,指出我国现行规范建议的水平荷载桩设计计算m法存在的缺陷,建议改进方法。本文建立的杆系有限元法不像解析法那样存在参数取值的限制,避免了烦琐的查表计算,且无需对桩端约束条件进行假定及区分长桩、短桩和中长桩。实例计算比较表明,当采用与解析法相同的综合刚度和双参数时,杆系有限元解与解析解结果吻合很好,能保证桩顶位移和转角、桩身最大弯矩和及其作用位置与实测结果基本一致;当根据桩长范围内土层变化确定各土层比例系数m,通过若干次试算调整幂指数n和综合刚度EI可获得较解析法更好的计算结果。