冻结粉质粘土中锥形桩弹性阶段挤扩效应的研究

20世纪 70年代 ,在原苏联的乌克兰地区 ,用锥形桩作基础建造了大量的多层或高层住宅 ,取得了显著的经济效益 .我国的科技人员于 2 0世纪 80年代初期也开始了这方面的研究 ,并于河北省的保定地区进行了试点工作 .但在冻土中采用锥形桩作基础 ,迄今为止还未有报道 .通过对冻结条件下粉质粘土中锥形桩在竖向荷载作用下弹性阶段挤扩效应的分析 ,根据厚壁圆筒受均匀内压时的弹性理论解答 ,计算出了冻结条件下粉质粘土中锥形桩侧表面在弹性阶段末期的挤扩应力值 ,并根据锥形桩模型在竖向快速加荷条件下的试验资料 ,验证了公式的正确性 ,结果令人满意 .

锥形桩改良土体冻胀性和融沉性研究

锥形桩外形合理，集摩擦桩和端承桩两者的优点，使单位体积承载力提高０５～２５倍，基础工程造价降低４０％～６０％；锥形桩还减小土体冻胀性和融沉性，有利于基础的抗拔及稳定。其锥角以５°～１５°之间较合理，地基土冻胀性高时采用大锥角桩，冻胀性低时采用小锥角桩。

冻土中锥形桩-土大变形有限元数值分析

应用冻土的粘弹塑本构力学模型,采用温度场与冻土大变形耦合作用的方法,编制了能够模拟寒区冻土大变形的本构有限元程序;并通过用户子程序嵌入到大型商业有限元软件ADINA中,对冻土中锥形桩室内模型试验进行了变形场和温度场耦合的有限元数值模拟.有限元计算结果和模型试验结果非常接近,并且两者的规律性也相同,验证了耦合温度自由度的粘弹塑本构力学模型的正确性和可靠性,表明应用有限元分析方法可为寒区冻土中锥形桩基工程设计提供参考.

锥形桩的纵向动力响应

主要研究了锥形桩这一典型变截面桩的桩顶纵向振动响应。桩身为均质线弹性有限长杆,桩顶受纵向冲击力作用。桩周土和桩底土用Kelvin?Voigt模型表示,假设桩周土剪切波速随深度线性变化。根据上述桩土模型,推导出简洁的波动方程。由Laplace变换得出了频域的解析解,然后采用快速傅里叶变换求解Laplace逆变换,得到了时域的半解析解。通过与差分法计算结果对比,表明本文求解方法的合理性。通过对计算结果的分析,了解了桩顶振动速度导纳曲线的变化特征,还说明了截面渐变程度对桩顶速度响应的影响,阐述了变截面效应。锥形桩的变截面效应表现为:桩身横截面的渐变会对频域响应的低频波部分产生影响;桩身横截面渐变时会引起桩身渐变的反射,而且截面渐扩(渐缩)程度越大,反射越明显。

锥形桩在天津地区的试验研究

研究了锥形桩在竖向桩顶加荷方式下竖向极限承载力、桩侧摩阻力及桩端阻力的发展 ,并与同条件下等截面桩进行对比 ,结果发现前者承载力是后者的 1.

带锥形桩帽复合地基桩土应力比计算及其数值模拟

针对锥形桩帽桩的几何特点、桩-土差异变形以及路堤填土内的土拱效应,考虑桩顶刺入路堤、桩端刺入下卧层,推导了路堤荷载下带锥形桩帽复合地基的桩土应力比计算公式.同时运用有限差分软件(FLAC3D)建立了数值模型试验,试验结果表明:随着锥形桩帽的锥角从5.7°增大到14°,桩土应力比的数值模拟值从3.06减小到2.08,公式计算值从3.13减小到2.19,桩土应力比的理论值与数值计算结果吻合良好,相对误差在2.01%~6.44%范围内,从而验证了文中方法的合理性.同时对比了等截面桩、常规带帽桩和锥形桩帽桩对路堤沉降的影响,桩顶截面尺寸相同时,带锥形桩帽复合地基的沉降值较小.

锥形桩形成的物理机制探究

文章对非粘性颗粒物质形成锥形桩的过程进行了比较详细的理论分析和实验探究。主要结果有:锥形桩的形成过程中,其静止角随时间推移而增大;自然生长的颗粒物质自身直径越大,其形成锥形桩的静止角越大;颗粒物质研磨得越细则其对应的静止角越大;而在颗粒物浇筑过程中,其流速以及接触底面的粗糙程度对静止角的影响不大。

三参数Pasternak黏弹性地基中锥形桩的横向自由振动特性研究

研究了初始轴向压力作用下三参数Pasternak黏弹性地基中圆截面锥形桩的横向自由振动特性。将桩体简化为竖向线弹性Timoshenko锥形梁-柱,考虑桩-土界面摩擦力及桩周土地基参数沿桩身纵向变化,建立锥形桩-土体系动力学模型的控制方程;通过分离变量、无量纲化与微分求积法的数值模拟,将该方程的求解转化为变系数的一般线性代数方程组的一次特征值问题,进而采用QR法求解获得各阶特征值及其特征向量。探讨了相应边界条件下桩身锥角、桩顶轴向荷载、桩长径比、桩侧摩阻力与桩周土地基参数及其沿桩身线性变化情况等对桩横向自由振动基频及其衰减系数的影响。结果表明:锥形桩的固有频率及其衰减系数随锥角的增加而降低,且锥角越大,临界阻尼越小,锥角与地基阻尼有明显的耦合效应;桩侧摩阻力与桩周土地基参数沿桩身纵向的不均匀分布对其基频的影响不可忽略。

锥形帽单桩竖向承载力模型试验研究

利用等截面桩、方形帽桩和锥形帽桩3种单桩室内模型对比试验研究了锥形帽桩的竖向承载能力,重点分析其桩顶荷载-沉降曲线、桩身轴力分布规律、桩侧摩阻力曲线和荷载分担比。结果表明,锥形帽桩的极限承载力最大,相较于等截面桩和方形帽桩,锥形帽桩极限承载力分别提高了40.0%和16.7%;且锥形帽单桩的轴力分布更加均衡,其侧摩阻力呈先增大后减小再增加的趋势;桩顶锥形桩帽的设置能改善桩体受力状态,减小负摩阻力影响,提高材料利用率;试验中锥形帽单桩的桩侧阻力占总承载力的比例约63.8%,相比等截面桩与方形帽桩相应值分别增加了128.3%和59.4%,其侧摩阻力在三种桩型中为最大,整体表现为摩擦桩。

负摩阻力作用下锥形异型桩承载力研究

研制异型桩是降低负摩阻力的重要措施之一,对目前能降低负摩阻力的异型桩的种类和特征进行了系统分析与总结,并介绍了作者已授权的一项国家发明专利——一种端部螺纹X形变截面预制管桩及其施工方法。通过FLAC3D软件分别模拟了圆形等截面桩和锥形异型桩在相同地面堆载的情况下桩身轴力的分布情况,结果表明锥形纵截面的设置可以有效降低负摩阻力的影响。阐述了端部螺纹X形变截面预制管桩能更显著降低负摩阻力的机制,研究成果可为端部螺纹X形变截面预制管桩的设计和推广应用提供一定的理论基础。

浅谈锥形短桩的性能特点

通过分析锥形短桩与土相互作用的特性，在受水平和垂直荷载时锥形短桩的承载能力、设计施工及技术经济对比，阐述了锥形短桩在提高单位承载力、降低成本、加快施工速度、土地的合理使用和可持续开发方面的优势。

锥形群桩复合地基载荷试验研究

采用相同桩体参数、两种不同桩距比的锥形桩,开展了锥形群桩复合地基的试验研究,结果表明:随着桩距比增大,极限荷载时基桩的桩顶位移快速增大、向上刺入褥垫层,桩距比为4.5时,桩间土的工作效率较高,桩土协同工作较好。

锥形纤维桩和铸造金属桩在残冠残根修复中的临床应用比较

目的探讨锥形纤维桩核与金属铸造桩核在残冠残根修复治疗中的临床效果。方法 65例患者共计69颗残冠残根经完善的根管治疗后采用锥形玻璃纤维桩树脂核和全冠修复,另外32例41颗牙经铸造桩核冠修复,观察疗效对比。结果所有病例每年复查一次,平均随访期为2年,69颗纤维桩修复患牙未发现牙根折裂,其中66颗全冠与桩核固位稳定,无主诉不适、牙周健康、患者对修复体美学效果与咀嚼功能均感满意。3例失败病例分别为全冠、纤维桩核松动脱落各1颗,有1颗纤维桩折断,成功率为95.6%。金属铸造桩核组41颗患牙失败4例,其中根折2例,均已拔除,牙龈炎伴牙龈及修复体颈缘变色1例,改用纤维桩修复,继发龋1例,成功率为90.2%。结论纤维桩树脂核具有美学效果好,机械性能好,无腐蚀,耐疲劳,易拆除,不易根折等优点,可替代铸造桩核作为理想的冠、残根桩核修复材料。

利用锥形短桩进行地基加固处理的施工技术

我国西南地区施工场地多为挖山填谷,而开挖山体一般为中风化的破碎白云岩,从而给地基加固施工带来了很大的难题。基于此,针对地基处理的施工技术进行研究,介绍了利用锥形短桩进行地基加固的关键技术及质量控制方法,该工艺使加固的地基有了较高的强度,可为遇到同样基础地基的同行提供借鉴。

浅谈锥形短桩的性能特点

就锥形短桩的受力特点、设计施工、技术经济等与普通桩的不同之处进行了论述,阐述了锥形短桩在提高单位承载力、降低成本、加快施工速度、土地的合理使用和可持续开发方面的优势,以推广锥形短桩基础的应用。

冻土中桩破坏模式的试验研究

根据模型试验得到的单桩Ｑ－Ｓ曲线，对在竖向荷载作用下冻土中的等截面竖直桩和锥形桩的破坏模式进行了初步探讨，得出了均质冻土中等截面竖直桩的Ｑ－Ｓ曲线呈陡降型，正常情况下存在着明显的“台阶”，其承载力主要受冻结强度所控制；而锥形桩破坏过程缓慢，极限状态下呈“塑性破坏”特征的结论。此外，还对影响破坏模式的机理进行了分析。

一种变截面桩的对比试验研究

主要研究了锥形桩在竖向桩顶加荷方式下竖向极限承载力,桩侧摩阻力及桩端阻力的发展规律,并与同条件下等截面桩进行对比来分析其经济效果.