邻近堆载引起下卧隧道受力变形解析解

邻近堆载导致的土体应力应变重分布,会对下卧既有隧道产生不利影响。鉴于此,本文将既有隧道简化成无限长梁搁置在三参数Kerr地基模型上,基于隧道的边界条件采用解方程的方法获得下卧既有隧道纵向变形解析解。将既有工程参数代入该方法计算,发现该方法计算结果符合现场监测数据,且比该方法退化解析更贴近监测值。随后展开参数分析:增大隧道直径和堆载会引起隧道变形及其弯矩增大;增大隧道刚度会致使隧道变形减小及弯矩增大。

邻近堆载作用下群桩变形特性的室内模型试验研究

为研究邻近堆载对高速铁路桥梁群桩产生的影响,根据相似比理论设计了室内模型试验,采用慢速维持荷载法确定模型桩竖向极限承载力,施加桩顶竖向荷载使其处于正常工作状态,研究堆载等级、堆载大小、堆载形式对桩身变形的影响。结果表明:堆载作用下前排桩附加弯矩最大,边桩附加弯矩大于中间桩附加弯矩;前排桩1/10桩长处出现最大附加正弯矩但轴力基本不变,1/2桩长处出现最大附加负弯矩且轴力变化最大,而中、后排桩轴力在桩长范围内均呈增大趋势,轴力变化极值点随堆载距离的增加而下移;堆载距离越小,桩身附加弯矩增长幅度越大。

邻近堆载作用下高铁桥基群桩承台水平位移控制研究

结合沿海地区某新建邻近既有高铁的城际铁路试车线工程,对邻近堆载作用下既有高铁群桩承台水平位移的控制措施展开了分析。基于现场试验,利用PLAXIS3D建立有限元模型,探讨了隔离桩和在堆载面下进行水泥土加固两种形式对群桩承台水平位移控制效率的影响。研究结果表明:当采用单排隔离桩时,随隔离距离的增加隔离效率迅速下降,在有效距离范围内随着隔离桩深度的增加隔离效率逐步增大,存在峰值现象;双排隔离桩比单排桩具有更好的控制作用,而双排桩的排布形式影响较小;对堆载面下进行水泥土加固,在相同置换率情况下,“中间形”的加固形式效果较好;采用水泥土+隔离桩组合下的水平位移控制效率η提高幅度更为显著。

软土地区邻近堆载对桩基影响的数值模拟研究

对软土地区地面堆载对邻近桩基影响进行了数值模拟研究,模拟分析了填土对邻近桩基的地面沉降水平位移、桩身变形、桩身轴力、桩身弯矩等的影响,得出桩身位移变化规律以及填土高度对桩基影响的安全距离。

引起邻近高铁路基变形的堆载因素辨识及控制

依托邻近甬台温高铁的新建乐清湾铁路路基工程,采用现场实测、数值模拟和正交分析的方法,对引起邻近高铁路基变形的堆载因素进行辨识与控制。结果表明:新建路基堆载作用下邻近地层水平位移竖向先增大后减小,最大值发生在软弱地层中,地表及软土层底部土体水平位移分别约为最大位移的55%、20%;邻近地层水平位移横向呈指数关系递减;影响既有高铁路基各变形的堆载因素主次顺序为堆载距离、堆载高度、软弱土层厚度、地基处理强度、堆载速度,其中,堆载距离和堆载高度影响最显著;堆载速度对地基最终变形量影响有限,对施工期内地基土的变形速率影响显著;通过堆载控制(堆载距离、堆载高度)及施工控制(地基处理强度、路基填筑速度)可减小堆载对邻近高铁路基变形的影响。

邻近软基区堆载对桥梁桩基偏位的影响探讨

某公路桥梁项目,桩基处于软土地基段,其邻近堆载将导致桥梁桩基出现侧向偏位,且桩身会产生附加弯矩,严重影响桥梁的安全性能。基于此,文章通过分析具体工程项目案例,运用有限元分析手段,根据现场实地测量桩基偏位结果,开展全面分析,得出以下结论:(1)桩基受单侧堆载影响,会出现侧向偏移及附加弯矩,情况加重时,桩顶区域会出现开裂破坏;(2)受到双侧堆载影响,其作用力对桩基的偏位有决定性作用;(3)双侧卸载不会明显影响到桩基偏位,但会对缓解桩身附加弯矩有较大作用。

荷载施加顺序对桩基内力和变形的影响

文章以某典型工点堆载现场试验为研究背景,采用理论分析与数值模拟相结合方法,通过建立邻近堆载作用下承受主动荷载(桩顶同时作用竖向荷载和水平荷载)的单桩三维有限元模型,研究主动荷载施加顺序对桩身内力和变位的影响,可为进一步探究主被动联合受力桩变形机理提供参考。研究证实,先施加桩顶竖向荷载,再施加水平荷载和堆载的加载模式下,桩顶竖向荷载的增大会一定程度上减小桩身内力和侧向变形。

填海造陆对邻近桥梁桩基影响的数值模拟研究

填海造陆会导致邻近桥梁出现桩基单侧堆载的现象,容易引起桩基的侧向位移和附加弯矩,严重时将引起桩基的开裂甚至破坏,危及上部结构的正常运行。运用三维有限元软件FLAC3D分析了填海造陆带来的侧向堆载作用下,可门港大桥群桩基础的受力与变形特性。采用控制变量法研究了侧向堆载距离、侧向堆载高度对群桩基础承载特性的影响,并对比了群桩和单桩在侧向堆载作用下的工作性能。数值模拟结果表明:侧向堆载作用下,桩身的受力特性受侧向堆载距离和堆载高度的影响显著;群桩中各桩的承载性能均优于单桩,但桩顶位移却较单桩大,并且低承台四桩结构在桩顶部位弯矩较大。

基于扩展Koppejan模型的被动桩-软土时效性相互作用研究

基于一维固结-蠕变试验,综合考虑软土主固结效应和蠕变效应,选择一维Koppejan模型刻画软土变形的时效特性,并将该模型以增量形式扩展至三维应力空间,基于ABAQUS平台开发相应的材料模型子程序。将该子程序应用于以桩基-堆载现场试验为原型的桩-土耦合作用数值分析,研究长期堆载条件下桩身响应、桩侧附加压力及桩间土拱效应的时效性变化规律,揭示被动桩-软土时效性相互作用机制。结果表明:堆载引发的桩侧附加荷载主要分布在相对软弱土层范围,并随着堆载时间的延长而增大,但其分布范围基本不变;随着堆载时间延长,被动桩段桩间软土的塑性区持续增大,主应力拱拱高持续减小,土拱效应持续弱化,土拱效应的弱化规律随堆载条件的改变而改变;堆载距离越小或堆载强度越大,桩身响应达到稳定增长阶段的时间越长,软土变形对桩身响应的时效性影响愈加显著;软弱土层厚度不同,桩身承受的附加荷载分布范围不同,致使堆载条件和堆载时间对桩身响应分布的影响程度也不同。推导的扩展Koppejan模型较好地反映了被动桩基-软土时效性相互作用过程,可为有关桩基长期横向变形的预测与研究提供参考。