大直径阶梯型变截面桩水平承载特性数值模拟研究

大直径阶梯型变截面桩的工作机理和力学特性不同于一般桩基,为研究其在水平荷载作用下的受力特性,采用ANSYS软件建立大直径阶梯型变截面桩的有限元模型,进行单桩水平承载特性数值模拟分析,并将计算结果与理论数值分析结果进行对比分析。结果表明:有限元计算和理论公式计算结果吻合较好;理论公式计算过程较复杂,通过在有限元模型中变化桩基参数来分析桩基受力,不仅能减少理论公式计算难度,且能分析影响桩基受力的参数,研究成果为阶梯型变截面桩基的设计提供一定指导和参考依据。

基于状态空间法的阶梯型变截面水平受荷桩分析方法

为研究阶梯型变截面桩的水平承载特性,基于Timoshenko梁理论,建立了综合考虑桩基尺寸效应、剪切变形和桩基材料非线性效应的四弹簧模型及其状态方程,获得了非线性桩土相互作用下任意长细比的桩截面内力与变形解析解。通过与已有文献中现场试验结果对比分析,验证该方法的适用性和有效性,并讨论了变径位置、桩径比和弹性模量比对桩基受荷特性的影响。研究结果表明:(1)桩基水平承载力对三者的敏感性为:桩径比>变径位置>弹性模量比;(2)综合考虑桩承载能力和经济性,建议变径位置、桩径比和弹性模量比取0.6。

大直径阶梯型变截面桩竖向承载力计算方法研究

通过分析阶梯型变截面桩-土体系的荷载传递过程,综合考虑桩侧土体侧摩阻力及端桩承载力的发挥情况,并考虑一定的安全储备,提出了基于变形协调原则的变截面桩基竖向承载力和沉降的计算理论和公式,该方法克服了规范法中桩基竖向承载力和沉降不相关的缺陷,并以某深水大跨度桥梁大直径阶梯型变截面桩为例,分别采用变形协调原则法和规范法对该桩基进行计算和对比分析,结果表明:变形协调原则法计算出来的桩基竖向承载力小于规范法计算值。

阶梯型变截面DX桩应用研究概述

简述了阶梯型变截面DX桩的施工工艺,及其目前的研究状况,总结了目前研究存在的急需解决的问题,以及研究发展的方向。

土工格室+阶梯型变截面及等截面桩复合地基承载性状对比研究

利用FLAC^(3D)数值仿真软件,建立土工格室-桩-桩周土相互作用数值仿真模型,对比分析土工格室+阶梯型变截面桩复合地基与土工格室+等截面桩复合地基的承载性状。研究结果表明:土工格室+阶梯型变截面桩复合地基的桩体平均沉降、土体平均沉降及桩土平均沉降均小于土工格室+等截面桩复合地基。

地震作用下大直径阶梯型变截面桩基础抗剪性能研究

为研究大直径阶梯型变截面桩基础在地震激励下的抗剪性能,对比分析了中美两国桥梁抗震设计规范中抗剪强度计算方法的差异,并以大鳌大桥为例,采用动力时程分析方法分析了桩基础的地震内力响应及抗剪强度。结果表明:本桥的变截面桩基础的抗剪强度满足两国规范要求;与美国规范相比,我国规范中塑性区内抗剪强度计算公式未考虑轴力对混凝土抗剪强度贡献,计算结果偏保守。

阶梯型变截面DX桩竖向承载特性数值模拟

为了不同的土质中变截面DX桩的承载特性,比较不同土质对桩抗压承载力的影响。首先介绍了ABAQUS模拟分析时土单元和桩身单元。然后通过使用ABAQUS有限元软件对同种土质条件下的变截面DX桩和等截面桩的承载过程做数值模拟分析,并与模型试验数据进行对比研究,研究结果表明数值模拟结果具有较高可靠性。

浅述阶梯型变截面DX桩在工程中的应用与发展

简要介绍了阶梯型变截面DX桩的发展和性能特征及其在实际工程中存在的优缺点,阐述了阶梯型变截面DX桩在工程中的优势及工程应用,并对今后需要进一步研究的问题进行了展望。

阶梯型变截面桩水平受力计算方法研究

为提出阶梯型变截面桩水平受力的理论计算方法，基于弹性地基梁理论分析桩基水平受力机理，建立了考虑桩径和土层变化的变截面桩基分层受力模型，推导了桩身内力和变形理论计算公式，并与有限元模型和现行规范进行对比计算。研究结果表明：阶梯型变截面桩相比等直径桩更符合桩身受力规律，推导的理论公式与有限元计算结果吻合良好，较现行规范计算方法更加准确。

阶梯型变截面管桩沉桩阻力计算方法与模型试验研究

基于Vesic圆孔扩张理论,考虑初始应力对极限扩孔压力的影响,得到考虑深度影响的极限扩孔压力求解式,并以此建立变截面管桩桩端与变截面处端阻力的表达式。通过考虑阶梯型变截面管桩变截面处端阻力反力对下部桩侧摩阻力的影响,得到了变截面管桩沉桩过程中侧摩阻力的计算式,并与端阻力叠加建立变截面管桩沉桩阻力理论算式。为验证算式的可行性,对等截面与变截面管桩进行了室内模型试验,将试验结果与计算结果进行对比分析,结果表明:变截面管桩沉桩阻力曲线与等截面管桩有较大的差异,在变截面位置前、后,沉桩阻力出现明显的突变。将变截面管桩同平均直径相等的等截面管桩对比发现,变截面位置之前,变截面管桩端阻力和侧摩阻力均低于等截面管桩,而变截面位置之后,端阻力与侧摩阻力反而高于等截面管桩,表明变截面管桩比等截面管桩更能够发挥桩身的承载潜能。此外,计算值较好地反映了变截面管桩沉桩阻力与入土深度的关系,且与实测值拟合度较高。

大直径阶梯型变截面桩水平承载特性试验研究与理论分析

为研究大直径阶梯型变截面桩基础在横向静荷载作用下的变形及受力特性,选取2根深水大跨度桥梁大直径阶梯型变截面桩,开展了实桥桩基水平承载特性试验研究,根据水平荷载~位移曲线、水平荷载~转角、水平荷载~桩身拉压应变曲线的测试结果,分析了变截面桩的水平承载特性,并在此基础上对阶梯型变截面桩横向静载荷作用下的水平位移及作用效应进行了理论分析与公式推导。结果表明:随着水平作用力的逐级增加,变截面桩加载位置的水平位移和转角均呈线性增加;变截面位置的桩身应变和内力值变化最大,表明变截面位置桩基受力复杂,需要适当加强配筋;理论模型计算结果与实桥试验结果具有相似的规律性,说明了理论计算模型的可靠性,可作为设计参考。

基于数值模拟对阶梯型变截面桩的性能研究

在桥梁工程中经常要应用到不同的桩类型,如预制管桩、钻孔灌注桩等。但随着桥梁行业的发展,桥梁工程对桩基础的要求越来越高,其中阶梯型的变截面桩因具有更好的受力性能,并且在成本上更加经济,是现在桥梁工程中应用较为广泛的一种桩型式。本文为对阶梯型变截面桩的性能进行研究,基于FLAC3D软件建立了在不同位置进行变截面的阶梯型变截面桩其进行研究,并对阶梯型的变截面桩在施工时的特性影响因素进行分析研究。

大直径变截面桩地震作用下变截面设置研究

为研究大直径阶梯型变截面桩基础在地震激励下的变截面位置设置,以大鳌大桥为例采用推导分析方法和增量动力分析方法分析了变截面桩的地震内力响应及抗弯、抗剪强度。研究分析了变截面桩不同的轴压比、不同的配箍率、不同的纵向配筋率和不同的加载模式等影响因素对截面抗弯、抗剪强度及位移的影响程度。得出了变截面位置的合理设计范围。

变截面桩承载特性及施工关键技术探讨

变截面桩是在等截面桩的基础上改进而来的新桩型,但其受力变形相对复杂、施工影响因素较多。为进一步促进变截面桩在实际工程中的应用,对变截面桩承载特性和施工关键因素进行分析发现:变截面段是变截面桩承受横向和竖向荷载的主要部分,且存在最佳长度比例,超过此比例后,承载能力提升不明显;护筒直径、埋深,钻孔设备及方法,护壁泥浆等是影响变截面桩成桩的关键因素。

基于上限分析原理的岩溶桩基破坏模式与极限承载力计算

针对下伏溶洞顶板极限承载力问题,提出等截面桩与阶梯型变截面桩的顶板极限承载力计算方法。基于极限上限法引入摩尔库伦准则,构建圆台状顶板破坏滑裂面,提出岩溶等截面桩的桩顶荷载与顶板厚度的关系式并分析式中参数对桩顶荷载与顶板厚度曲线的影响规律,同时结合算例对比数值解和解析算法的结果,论证该算法的可靠性。在此基础上,结合极限分析法推导阶梯型变截面桩各变阶处滑裂面的上限解,并寻找最先满足上限解的滑裂面,提出该溶洞顶板破坏模式并推导出桩顶荷载与顶板厚度的关系式,通过模型试验对比验证计算方法的有效性。该计算方法对于上述2类截面桩的极限承载力计算均较适用,对岩溶区桩基设计有一定参考价值。