软土中单侧边载作用下桩基负摩阻力研究

软土中因土体压缩性较高,在边载状况下易产生桩基负摩阻力,从而对工程产生安全隐患。本文通过有限元法对软土中受边载作用的桩基础所受到的桩基负摩阻力进行数值模拟,分析了不同边载等级、不同边载位距对软土中桩基负摩阻力、中性点位置和桩身轴力的影响。结果表明,在边载等级增加时,软土中桩身轴力有明显上升趋势,并随桩体埋深增加呈非线性趋势增长,而桩基负摩阻力随深度变化呈现非线性减小的趋势,桩体的下拉力增加,边载效应增强;同等级边载效应时,当边载与桩基之间的距离增加时,软土中桩基负摩阻力逐渐减小,中性点位置位于桩体靠近底部位置处,并随边载位置改变而受到一定影响。

边载作用下的负摩阻力和群桩效应研究

桩基础在堆载或边载存在时可能会出现负摩阻力,而负摩阻力又会影响桩基础的上部结构,如建筑物、轨道、桥面等结构的变化,并且对施工过程提出了更高的要求.目前对堆载情况下的桩基负摩阻力研究比较充分,但对边载下群桩负摩阻力变化规律的研究还有待深入.本文使用ABAQUS数值分析软件对不同边载、不同桩间距下的群桩负摩阻力变化情况进行有限元模拟,得出群桩中基桩下拉荷载的变化情况,再利用群桩效应系数公式与遮挡系数公式分析不同条件下群桩效应的变化情况.模拟结果表明,增大边载会引起各桩的下拉荷载变大,但群桩系数变小,遮挡系数变大,显示群桩效应在增强;增大群桩的桩间距同样引起各桩下拉荷载变大,此时群桩系数变大,但遮挡系数变小,显示群桩效应减弱,群桩负摩阻力变大.

边载作用下桥梁基桩-立柱的位移特征与受力分析

为了揭示单侧边载对既有工程桩的不利影响,结合张家港某高速公路枢纽高架桥基桩-立柱偏移事故的工程实例,分析了路基边载作用下软土地基桥梁桩柱的位移特征和受力机制;根据桥梁桩柱沿竖向受力模式的不同,将边载作用下桥梁桩柱划分为自由段、被动受荷段和主动作用段;在此基础上,考虑到地基塑性屈服和上部结构约束边界的影响,基于三参数地基模型,建立了桥梁基桩-立柱受力响应的微分控制方程,并通过矩阵传递法给出了半解析解答。通过对工程实例中2排桩柱水平位移和受力弯矩的验算,验证了计算方法的适用性,并通过算例分析了桩身离散单元长度、被动段深度对计算结果的影响规律,结果可为单侧边载作用下被动桩受力响应的计算分析提供参考。

边载作用下桩基承载性能数值分析

桩基除了承受自身上部建筑物的荷载外,经常还承受各种形式的边载作用。边荷载会引起桩周土体的沉降,产生额外附加力,即负摩阻力。这些可导致桩基的承载力下降使结构破坏。通过建立桩土共同作用的三维数值模型,分析边载作用下桩基承载性能。主要研究了边载大小和边载距离对桩侧摩阻力的影响规律;桩长和边载距离组合对其的影响规律;得出了2个组合关系的表达式。同时应用最小二乘法得到不同边载组合的桩侧总摩阻力表达式,并依据离散系数的统计分析,验证了该函数表达式具有较高的精确度。得到结论:当边载距离s和边载大小Q的相对关系k值增加至32时,由边载产生的桩侧负摩阻力趋于0;当桩长L和边载距离s的相对关系c值增加至0.5时桩侧负摩阻力趋于0。即在这2个相对关系极限值以外,桩基承载性能将不受边载影响。

边载作用下高桩码头桩基承载力性能及加固研究

码头接岸结构中的桩基础,经常受各种形式的边载作用。边载效应会导致桩基承受额外的附加力,还会产生桩身弯矩增大桩的水平位移,这些都可能导致桩体材料因为强度不足局部破坏或者结构局部失稳破坏。利用三维非线性有限元方法,研究了承受边载作用的排桩的特性,揭示了桩身侧摩阻力、桩身弯矩变化的规律。另外,基于工程实例通过合理经济地置换加固软弱土层,研究了在改变土层性质的情况下排桩的承载特性。分别对桩身侧摩阻力、桩身弯矩进行了分析,结果表明,置换加固土层可以达到有效的作用。

边载对水泥土搅拌桩复合地基承载特性的影响

通过现场试验 ,研究边载作用下水泥土搅拌桩复合地基的承载特性 ,得到环形边载、单侧边载、无载条件下水泥土搅拌桩单桩复合地基、自由单桩、桩周土的承载力变化曲线。用考虑桩土共同作用的有限元法计算单侧边载作用下水泥土搅拌桩复合地基的侧向变形 。

边载作用下隔离桩隔离效果的影响因素研究

以港珠澳大桥海底沉管隧道基础沉降控制研究为科研背景,为研究岛头边载作用下隔离桩隔离效果的影响因素,进行了8组室内模型试验,分别研究了隔离桩桩长、桩径、桩间距及隔离桩距减沉桩距离S1等因素对隔离效果的影响。试验结果表明:减沉桩桩身最大轴力、弯矩随隔离桩桩长的增加而减小,并且当隔离桩桩长达到所需的嵌固深度时,对弯矩的隔离效果非常显著;隔离桩桩径的增加或桩间距的减小不仅提高隔离桩对竖向变形的隔断能力,同时也使得隔离桩之间土拱效应增强,减沉桩桩身最大轴力、弯矩随着隔离桩桩径的增加而减小,随隔离桩桩间距的减小而减小,同时,当隔离桩桩间距达到8D时,对轴力与弯矩的隔离效果可以忽略不计;减沉桩桩身最大轴力随S1的减小而减小,而S1的变化对弯矩的隔离效果影响不显著;研究成果可为隔离桩的应用提供较好的参考。

单侧边载作用下黏土中单桩负摩阻力特性模型试验研究

桩基础边载作用会在桩周产生负摩阻力,进而危及软土地区高桩码头、人工岛、路基等工程的安全。通过开展黏土中单侧堆载作用下单桩室内模型试验,测定桩身应变、桩顶沉降和水平位移,研究边载作用距离和桩型对桩身轴力及弯矩的影响,探讨桩身负摩阻力、桩顶沉降和水平位移在黏土固结过程中的时间效应。结果表明:边载作用距离对桩身最大轴力和最大弯矩有较大影响;翼板桩会增加桩身最大轴力和最大弯矩;负摩阻力和有效应力系数随时间增长且增速趋缓;增加边载作用距离和添加翼板都会提升桩身中性点位置,在这两组试验中均提升了8.33%。

边载作用下隔离桩受力特性及隔离效果研究

以港珠澳大桥海底沉管隧道基础沉降控制研究为科研背景,为研究岛头高边载作用下隔离桩受力特性及其隔离效果,进行了4组室内模型试验。试验结果表明:隔离桩在边载作用下呈典型的被动桩受力特性,且隔离桩桩身最大弯矩随着长度的增加而增加;因隔离桩的隔离作用,每级边载作用下邻近桩基的桩身最大轴力较无隔离桩情况下减小10.5%左右,同时,桩身最大正弯矩和最大负弯矩分别减小20%和25%左右;邻近桩基桩身最大轴力减小幅度随着隔离桩长度的增加而减小,但桩身最大正弯矩减小幅度随着隔离桩长度的增加而增加,弯矩隔离效果较为显著。

桩在边载条件下的负摩阻力分析

利用有限元软件ABAQUS建立模型,用来测试桩承受轴向荷载时桩的承载性能.在达到满意的结果之后,该数值模型再用来分析在边载作用下桩的性能.基于这些数据,作出相应的图和表,预测中性面的位置以及在桩身上的摩阻力分布.

边载和水平荷载作用下超长桩承载性状数值分析

采用有限元法,建立超长桩和土体共同作用的三维数值模型,研究受边载和水平荷载共同作用下超长桩的承载特性,分析超长桩侧摩阻力和桩身弯矩的变化规律。结果表明:水平荷载与边载比值k的增大可以有效改善桩侧负摩阻力,并且存在最优比值k=4。桩侧负摩阻力和桩身弯矩随着长径比的减小而减小;存在临界边载距离s=8 m,当边载距离s<8 m时,桩身负摩阻力随着边载距离的增大而减小,当s>8 m时,边载对桩身负摩阻力几乎无影响。桩土刚度比的减小可有效提高超长桩承载力。同时应用多元非线性回归分析,得到最小桩侧摩阻力随不同因素变化的函数关系式。根据该式可预测不同因素组合下的最小桩侧摩阻力,有效避免桩侧负摩阻力的产生。

边载效应对浅层平板载荷试验影响研究

浅层平板载荷试验(PLT)是广泛应用于土木工程中地基承载力评价的一种原位测试方法。承压板周围覆土边载可能对平板载荷试验结果造成一定影响。结合具体工程实例,基于Mohr-Coulomb模型,采用数值分析方法,通过调整浅层平板载荷试验承压板周围覆土边载的范围,分析承压板荷载-位移(P-S)曲线变化规律,并进行参数敏感性分析,总结边载效应对浅层平板载荷试验结果影响规律。最后指出,对于处理后超固结砂土地基,覆土边载虽然对平板载荷试验结果有影响,但是并未影响到工程中对于土体是否满足设计承载力要求的判断。

泗阳复线船闸现场边载模型试验与研究

本文通过现场边载模型试验,探讨边载对基础梁(板)的影响规律;并根据现场实测资料,对弹性半无限体沉陷公式进行了修正。

边载作用下复合地基沉降及差异沉降研究

随着高层建筑的日益增多,很多复合地基存在边载效应,边载效应下复合地基沉降及差异沉降是目前需要解决的一个新课题。本文利用城市地下工程相似模拟试验系统,进行了8组模型试验。试验研究了不同等级边载条件下群桩复合地基沉降及差异沉降特性。试验结果表明,有边载群桩复合地基沉降小于无边载情况,边载作用下复合地基承载力有所提高,且差异沉降随边载增加有加大趋势。作者根据试验数据,提出了边载效应下复合地基沉降计算公式,所得结论可为复合地基的进一步理论研究和工程设计提供有益参考。

弹性地基梁设计中边载影响及参数选择

本文结合京航运河泗阳复线船闸下闸首底板设计,对边载影响和参数选择进行初步分析,认为设计中边载的计算长度取(0.5～1.0)l即可;边载弯矩取值宜根据梁的受力性质和不利情况,取用不同边载弯矩比值与之组合;在闸首坞式平底板设计中门坎段柔性指数取3～4,上、下游段取5～7为宜;刚度折减系数一般为0.8～0.85;裂缝开展宽度宜控制在(0.25～0.29)mm之间比较经济合理。

边载作用下相对桩长对超长桩负摩阻力的影响

为了研究边载作用下相对桩长对超长桩负摩阻力的影响,建立了超长群桩与土体相互作用的非线性数值分析模型,分析考虑土体固结情况下桩侧负摩阻力随桩长和边载距离的变化规律。结果表明:在一定范围的边载作用下,桩长增加后,桩基正负摩阻力的分布范围增大,中性点位置降低,桩身的负摩阻力增大。所以,对于边载作用下的桩基,增加桩长并不能有效地提高桩基承载力。

颗珠山爆破边载对东海大桥动力响应分析

施工爆破往往对既有的临近建筑物的影响很大,针对这种边载效应可能造成的危害,结合爆破数值模拟中爆破荷载的特点,基于圣维南原理,将作用在炮孔壁上的爆破荷载等效后,施加在同排炮孔联心线或者面上,以模拟爆炸作用。采用三维实体模型等效模拟计算分析了东海大桥在远场爆破施工对既有主体结构稳定性影响,计算了结构不同位置、不同工况的振动响应和不同距离的最大单响药量,在此基础上,分析了桥梁主体结构受爆破边载影响的危险区域,提出了不同距离的药量控制。

边载条件下CFG桩复合地基桩土应力比的模型试验研究

随着高层建筑的日益增多,很多复合地基存在边载效应,边载效应下的桩土受力性质,是目前需要解决的一个重要课题。利用大型试验台———中国矿业大学城市地下工程相似模拟试验系统,进行了10组模型试验。试验分析了有边载情况下荷载、桩长、褥垫层厚度、加固区土体模量及边载水平对复合地基桩土应力比的影响,并根据试验数据经线性回归得到桩土应力比的经验公式。该公式与模型试验数据相比较达到较高的精度,可以直接应用于工程设计。

基于Terzaghi极限承载力理论的PLT边载效应分析

浅层平板载荷试验(PLT)广泛应用于土木工程中浅部地基土层承载力的评定,试验过程中承压板周围覆土边载有可能对地基承载力评定造成影响。基于极限平衡理论,推导出广义边载分布条件下Terzaghi极限承载力公式,通过调整浅层平板载荷试验(PLT)承压板周围边载的范围和大小,分别针对砂土和黏性土地基,分析边载效应对地基极限承载力的影响大小和变化规律。结合工程实例,指出在工程应用中最终边载效应对处理后地基土的影响程度须结合PLT试验过程中土体最终达到的应力状态做出综合判断。

弹性地基上搁置板在均布荷载及边载共同作用下的内力分析

弹性地基板在实际工程中有着广泛的用途．本文用一种新的计算方法即边界元─线性互补方程来计算弹性地基上受均布荷载的板在板周围地基上的边载作用下的内力．文中建立了有边载作用时的刚阵和等效荷载向量．通过算例，得到了一些有益的结论．