深厚软土区桩柱式桥墩临界荷载简化计算方法

现有桩柱式桥墩临界荷载简化计算方法在大多数情况下计算误差较大,适用性有限.在利用软土区现场桩基屈曲实验结果标定的基础上,采用基于特征值屈曲分析的有限元方法对有典型桩柱式桥墩的临界荷载进行了计算并与现有简化计算方法结果进行了对比,指出了现有简化计算方法的适用范围,发现现有简化方法不适用于软土区桩柱式桥墩计算.在大量桩柱式桥墩有限元特征值屈曲分析数据的基础上,采用随机森林算法对计算结果进行分析,得到可以计算桩柱式桥墩计算长度的随机森林模型以及各影响参数重要性指数分析结果.最后以现常用简化公式为基本形式,纳入随机森林算法给出的重要参数,通过回归分析,提出了深厚软土区桩柱式桥墩临界荷载的简化计算方法.

黄土地基阶梯型截面桩承载模型试验与计算

为研究黄土地基阶梯型截面桩的荷载传递机理,通过室内模型试验与有限元计算,分析阶梯型截面桩竖向静荷载下的桩身轴力、桩侧摩阻力、桩顶沉降和桩身不同深度荷载分担比,并探索了变径比对其工作性能的影响,并对其进行优化设计。结果表明:在相同荷载下,阶梯型截面桩的桩顶沉降明显小于等截面桩,当变径比在0.8~0.9时,沉降控制效果最佳,其材料利用率最高;若二者极限承载力相同时,阶梯型截面桩的最高材料利用率为等截面桩的1.06倍。阶梯型截面桩为摩擦型桩,变截面位置土体对桩体具有支承作用,其变径处底面土体能承担部分桩顶荷载。桩侧能够分担更多桩顶荷载,减轻桩端土体承载,当变径比在0.8~0.9时,侧摩阻力发挥程度更高。在桩体用料相同时,与等截面桩相比,阶梯型截面桩能大幅度提高承载能力。

大型顺层岩石滑坡中多排组合桩加固的数值模拟

为探究大型顺层岩石滑坡的合理支挡防护体系,确保顺层岩石边坡的稳定性,依托安徽某顺层滑坡,基于数值模拟方法,分析“单排桩(或锚拉桩)+h型抗滑桩”联合支护体系在顺层岩石滑坡中的受力特性及支挡防护效果.研究表明:滑坡下部临空面支护与中上部h型桩相关联,且下部单排桩增设锚索后,h型桩桩顶和滑面处位移明显降低,最大弯矩和剪力也有下降趋势;h型桩连梁与后排桩的连接方式对抗滑桩的支护效果有一定影响,固接效果强于铰接,连梁固/铰接方式对h型桩支护结构的弯矩和剪力的影响远小于单排桩有无锚索对h型桩支护结构的弯矩和剪力的影响;“单排桩(或锚拉桩)+h型抗滑桩”联合支护体系可以有效地控制坡体变形,确保顺层滑坡支挡后处于稳定状态.研究成果可为此类岩石边(滑)坡的支护治理提供一定的理论借鉴.

带翼排桩式防波堤水动力特性研究

带翼排桩式防波堤能够有效沟通港池内外水体、维护水域环境,是一种环境友好型防波堤结构,在海岸工程领域有广阔的应用前景。采用模型试验与数值模拟方法,开展带翼排桩式防波堤的水动力特性研究。通过实验室水槽模型试验,分析翼板宽度Bw与翼板入水深度Hw对防波堤透反射系数及耗散系数的影响,同时基于大涡模拟(LES)建立数值波浪水槽,讨论规则波与防波堤相互作用过程中的桩周涡流、射流场演化过程。结果表明,不同的翼板宽度、入水深度设置会对防波堤透反射系数产生影响,且不同波长的规则波受翼板影响会呈现出不同的耗散结果;带翼排桩能够有效扰乱规则波的流场,形成不同形态的涡流,耗散波浪能量;当翼板入水深度较大时,翼下射流沿桩底水平发展,且强度大、控制距离远,该射流或成为桩底附近泥沙运动的重要动力。

曲面滑坡条件下h型抗滑桩受力性状模型试验研究

依托公路大型滑坡治理工程,设计物理模型试验装置,设置同一滑面和桩体锚固深度,进行6组h型抗滑桩室内模型试验,分析不同连梁长度及后排桩悬臂段高度(连梁高度)时桩顶位移变化规律、桩身弯矩和桩后土压力分布特征,研究曲面滑坡条件下h型抗滑桩受力性状及其内在机制,并给出桩后滑坡推力抛物线型分布的一般函数表达式。试验结果表明:h型抗滑桩受力过程桩顶水平位移变化表现出较为明显的三阶段特征,桩身弯矩分布呈现正、负交变现象,后排桩桩顶水平位移及桩身弯矩明显大于前排桩;降低后排桩悬臂段高度不影响桩身弯矩分布特征,但对于桩顶水平位移及桩身弯矩量值,后排桩明显减小,前排桩有所增大;增减连梁长度对前、后排桩之间荷载传递与协同受力特性影响显著,使得前、后排桩水平变形及桩身弯矩随之产生变化;连梁正、负弯矩极值均处于连梁端部,相比于连梁长度,连梁弯矩的大小及分布形态受后排桩悬臂段长度的影响更为明显;随着连梁长度的减小或后排桩悬臂段长度的增加,后排桩桩后土压力表现出抛物线型、重心偏下的抛物线型及近似梯形的分布形态。此外,给出的滑坡推力函数表达式能较好的表征其抛物线型分布特征,通过调整合力作用点参数,亦可对滑坡推力近似梯形的分布类型进行描述。

隔离式螺旋桩抗压承载与抗地基冻融特性

基于针对竖向承载并消除地基冻融影响需求所设计的隔离式螺旋桩,结合物理模型试验与有限元数值方法,从桩体受力视角对比揭示了两种特征螺旋桩(S/D<S/D_(cr)与S/D≥S/D_(cr))受压沉降时桩身受力演化、荷载传递与地基响应特征,以及桩体几何参数对单桩承载力的影响规律及机理;验证了该新型桩抵抗地基冻融变形性能。结果表明:(1)两种特征桩型底螺旋及以下桩身在受荷沉降过程具有相同受力及演化特征,而其余上部螺旋端阻和螺旋间桩侧摩阻大小及演化特征差异显著。(2)S/D≥S/D_(cr)桩各螺旋端阻相当,且螺旋对下卧土施加附加应力显著提高了其下桩侧摩阻力,并主导了螺旋间桩侧摩阻自上而下近指数衰减趋势;S/D<S/D_(cr)桩上部螺旋端阻仅约为1/5底螺旋端阻。(3)两种特征桩型单桩承载力随顶螺旋埋深比、螺旋直径与螺旋数量增长线性提升,随中心桩桩径增长先线性增大后加速衰减,桩型参数对S/D≥S/D_(cr)桩承载力影响更显著;S/D<S/D_(cr)桩承载力随S/D增长显著提升,相反S/D≥S/D_(cr)桩承载力线性衰减。(4)螺旋桩较传统桩具有显著抗地基冻融变形影响优势,在冻土深度内设置隔离套可进一步消除影响。

边坡稳定性分析及支护设计

根据现场地质勘察报告,利用Bishop条分法对案例边坡项目的稳定性进行分析,确定了边坡在天然工况下和暴雨工况下的安全系数分别为0.751、0.648,均小于规范要求的安全系数标准值1.00,说明该边坡稳定性较差。基于边坡稳定性分析结果,从施工安全性及经济性两方面对锚拉式桩板挡墙和排桩式锚杆挡墙支护方案进行对比优选,确定排桩式锚杆挡墙为边坡支护方案。

抗拔桩与承压型囊式扩体锚杆性价比浅析

对建(构)筑物抗浮工程两种常用锚固体钢筋混凝土抗拔桩和承压型囊式扩体锚杆设计计算理论进行了研究和梳理;并结合北京某一实际工程案例,对两种抗浮锚固体在设计中的可靠性、适用性和经济性进行对比分析。结果表明,在天然地基承载力满足基底压力要求,地基土层构成情况相同,两种抗浮锚固体提供相同抗力的条件下,承压型囊式扩体锚杆综合性价比优于钢筋混凝土抗拔桩,仅工程造价就可以节省20%左右,可为抗浮工程锚固设计时的锚固体方案比选提供借鉴与参考。

大型梁式承台模型试验及跨中挠度简化计算方法研究

为了解大型梁式承台的力学性能,以某快速化改造工程的大型梁式承台为背景,按照缩尺比1∶10制作梁式承台模型进行力学性能试验,结合有限元计算,分析梁式承台结构受力、破坏模式、开裂情况等,并研究不同跨高比条件下梁式承台的受力特性。结果表明:在跨中荷载作用下,梁式承台受力大致可以分为线弹性阶段、裂缝发展阶段和屈服阶段3个阶段;线弹性阶段截面应力分布已不满足平截面假定,剪切效应对结构变形的影响不可忽略;模型最终破坏模式为弯曲破坏;裂缝主要表现为跨中弯曲裂缝和斜裂缝;跨高比越小,梁式承台剪切刚度越大。为考虑剪切效应对梁式承台变形的影响,拟合得出梁式承台跨中挠度的简化计算方法,将该方法计算值及规范计算值与试验值进行对比,可得在裂缝发展阶段,规范计算值与试验值偏差较大,所提方法计算值与试验值偏差较小,该方法可用于线弹性阶段及裂缝发展阶段梁式承台跨中挠度的初步估算。

多排桩支护技术在超大深基坑工程中的应用研究

自改革开放以来,深圳城市建设快速发展,区域内基坑工程周边环境日益复杂、基坑深度及面积日渐增大,同时,由于房地产企业为了追求项目的“高周转”,导致基坑开发顺序复杂、工期短、限制支撑体系的使用等。为解决类似不可撑不可锚的基坑如何支护的工程难题,本文结合了深圳地区大量的工程实践,介绍了“h”型双排桩、卸荷型双排桩、阶梯型桩等几种新型的多排桩支护技术,均在工程实践中成功运用。相较于常规双排桩技术,此类技术能够更好地满足对周边环境变形和支护结构安全的要求。

黏性海床中固结桩式沉箱的垂向抗拔能力

随着海洋工程的日益大型化、深水化,巫需发展新型的水下基础建设方法。本文介绍了一种结合了吸力式沉箱与海工固结锚技术的固结桩式沉箱,描述了其结构与工作原理,并在试验室内开展了一系列的垂向上拔试验,观测分析了灌浆量及桩管长度对抗拔力的影响。试验表明,固结材料与桩管底部四周土体结合所形成的次生固结体大大增加了抗剪面积,固结桩式沉箱的抗拔能力较吸力式沉箱有显著提升;沉箱的灌浆量宜取1/20M_(s)(M_(s)为沉箱内能容纳的土体质量);短粗沉箱的最大抗拔力在桩管长度为1.5H(H为沉箱的高度)时出现拐点,细长沉箱的最大抗拔力拐点出现在桩管长度1.5H~2H区间。固结桩式沉箱的抓重比较传统沉箱更高,施工便捷,具有良好的工程应用前景。

督灸疗法联合易筋经“托天桩”功法在颈型颈椎病患者中的应用

目的:观察督灸疗法联合易筋经“托天桩”功法治疗颈型颈椎病的临床疗效。方法:运用简单随机化方法将82例颈型颈椎病患者,随机分为试验组和对照组,每组41例,以督灸疗法护理方案为对照组,以督灸疗法联合易筋经“托天桩”功法护理方案为试验组,治疗5次/周,连续治疗4周。结果:两组患者VAS评分和NDI评分均较治疗前明显改善,但试验组与对照组比较,两组间的改善程度存在差异,P<0.05,具有统计学意义。经TTM检测显示,两组患者的颈项部温度在接受治疗后,亦有明显变化且存在差异,P<0.05,具有统计学意义。在临床疗效方面,试验组总有效率为95.2%,高于对照组87.8%,P<0.05,两组临床疗效相比,具有统计学意义。结论:督灸疗法联合易筋经“托天桩”功法护理方案,在颈型颈椎病的治疗上,具有疗效显著,值得在临床上推广应用。

冲孔桩成孔碎渣岩性和级配对砂浆物理力学性能影响研究

以冲孔桩成孔碎渣取代天然砂制备砂浆,考察成孔碎渣岩性、级配对不同等级砂浆工作性能和力学性能的影响。研究结果表明:碎渣岩性和级配对M30砂浆流动性和抗压、劈拉强度的影响不大,但对M50和M60砂浆的影响较大,且砂浆强度等级越高,影响越大;当采用成孔碎渣100%取代天然砂配制M50以下等级的砂浆时,砂浆的抗压和劈拉强度降低不显著(基本在10%以内),但配制M60等级砂浆时,砂浆抗压和劈拉强度会出现明显弱化;碎渣级配从三区变化到一区时,碎渣再生砂浆的流动性变好,抗压强度整体呈现增加趋势,碎渣级配曲线在二区中部至一区范围内对流动性和强度均有利。

新型桩基-重力式复合码头结构的可靠度分析

针对外海深水条件下码头结构面临的浪大流急的恶劣环境挑战,结合常规桩基与重力式码头结构的优点,采用重力式沉箱与桩基相结合的新型复合结构,可有效节约施工工期,减少工程费用。通过与试算工程传统结构的比较,确定和优化了复合结构断面设计和参数。借鉴重力式结构计算模式,考虑复合结构的材料性能、几何参数和设计荷载等随机变量,用JC法计算新型复合结构的抗滑、抗倾可靠指标,结果表明该复合结构是合理的。

管板组合结构拉森型锁扣咬合数值模拟研究

针对管板组合结构振打施工过程中的拉森型锁扣容易被撕裂的问题,依托管板组合桩结构形式的尼日利亚莱基深水港码头工程,采用有限元方法对管板组合桩拉森型锁扣拉伸、扭角、倾斜3种咬合情况进行受力仿真研究。结果表明:管板锁扣咬合精度越低,锁扣咬合应力越大,对拉森型锁扣产生越不利的影响,并提出管板锁扣在不同咬合状态下偏移、扭角、垂直度等精度参考限值。最后建议加强对管-板桩沉桩工艺的研究,提高沉桩精度控制与监测,降低锁扣不利的咬合应力,减小锁扣撕裂风险。精度参考限值可为管板组合结构施工技术标准提供依据,以及为提高管板组合结构施工质量提供重要参考。

城市U形溶沟富水巨厚砂层深基坑支护设计方案研究

随着各大城市轨道交通建设的快速发展,不可避免地会出现线路穿越岩溶强发育的溶洞、溶沟槽等地质复杂区域,在这些区域修建地下车站将带来巨大的挑战和极高的建设风险。为了设计在岩溶发育、富水厚砂层等不良地质下深基坑支护方案,解决地下水降深过大,工程经济性较差等问题,以深圳某地铁车站工程为依托,采用理论分析、现场监测相结合的方式对基坑围护结构设计、岩溶承压水控制措施及经济性等进行分析。研究表明,在富水厚砂层且岩溶发育的溶沟地层进行基坑开挖时,可采用悬浮式水平封底止水帷幕+坑内疏干降水措施,能有效控制地下水水位。实践表明,施工完成后车站基坑变形稳定,支撑受力合理,地下水位稳定在基坑底以下。

穿坡油气管道的框架桩防护结构分析方法

针对沿山坡走向铺设的埋地油气管道存在的抗震防护问题,提出了一种新型的框架型抗滑桩式管道防护结构。在采用拟静力法确定作用于结构地震滑坡推力的基础上,将位于滑面以上的结构受荷段作为底端固定的平面框架结构,采用超静定平面刚架结构模型分析;而位于滑面以下的嵌固段则为埋置于稳定地层的两单桩结构,采用侧向受荷的弹性地基梁模型分析,由此建立了框架型抗滑桩的内力及位移计算方法。实例分析表明:框架桩前、后桩及上、下横梁弯矩与剪力的理论计算值与数值模拟结果误差均在±20%以内,理论结果偏于保守;水平地震影响系数对结构内力影响显著,结构内力最大值随水平地震影响系数增加近似呈线性增大,而竖向地震影响系数影响较弱;结构最大内力与土体重度呈线性正相关性,与黏聚力和内摩擦角呈非线性负相关性,且随着土体抗剪强度参数的增大,前、后桩以及上、下横梁的内力分别趋于接近;前、后排桩与上、下横梁的最大内力分别与桩体抗弯刚度呈非线性正相关性与负相关性,而分别与桩体嵌固深度近似呈线性正相关性与负相关性;框架桩间距对结构内力影响显著,而前后桩排间距则对结构内力影响较小。

锚碇基坑地下连续墙围护结构作永久受力结构的应用研究

随着地下建设空间的进一步利用,地下连续墙应用范围不断向下拓展。目前,地下连续墙已经作为永久受力结构应用于建、构筑物主体结构中。基于上海远方相关地下连续墙锚碇基坑实践,对地下连续墙作永久受力结构的应用进行探讨,并针对框架式地下连续墙、桩-墙咬合式地下连续墙、圆形地下连续墙施工关键技术进行阐述。结果表明,作永久受力了的地下连续墙结构通常较为特殊,部分为特殊结构形式,部分包含特殊接头形式,在目前的施工技术下是可以实现地下连续墙作永久受力结构的。用集约高效,推进城市功能复合。创建“就近职住、功能复合”的现代城市,在规划及设计中进行街道一体化设计。

h型抗滑桩受力性能模型试验研究

针对h型抗滑桩在坡顶荷载作用下的受力特征,通过室内模型试验,分析h型抗滑桩的前桩与后桩的受力机理、桩身弯矩和桩前土压力分布特性。结果表明:在坡顶均布荷载作用下,后排桩的桩身弯矩随桩体埋深的增大呈先增大后减小的抛物线分布,弯矩峰值出现在预设滑面附近;前排桩的桩身弯矩随桩体埋深的增大而增大,弯矩峰值出现在桩顶连梁连接处;后排桩桩前土压力分布随着坡顶荷载的增大而增大,而上部两个测点相对变化幅度较小;在连梁以下部位,前排桩桩前土压力分布趋势与后排桩变化趋势基本一致,而连梁位置处偏小。

散射型组合周期排桩带隙特性的影响因素研究

为明确散射型组合周期排桩带隙的影响因素及作用机制,在通过相似模型试验进行验证分析的基础上,对散射型组合周期排桩带隙产生机理进行分析,并采用有限元方法研究了不同影响因素下的带隙特征。结果表明:带隙范围内的竖向和横向加速度最大衰减程度分别达到95.9%和87.61%,带隙分布特征与数值模拟结果基本一致;散射型组合周期排桩带隙主要受填充率、周期常数、材料密度、基体弹性模量和晶格类型等因素影响;随着填充率减小和周期常数增大,散射型组合周期排桩更易于获得低频带隙,但带宽变窄;通过减小基体密度或增大散射体密度可获得较大带宽的高频带隙;随着基体弹性模量的增大,带隙的边界频率同步向高频迁移;对于圆形散射体,六角晶格构型的带隙性能整体优于正方晶格。研究结果可为散射型周期排桩优化设计及应用提供参考。