大直径柔性钢管嵌岩桩水平承载力试验与理论分析

文中涉及的某煤炭专用码头柔性靠船桩是一种新颖的柔性墩码头结构形式,该结构由7根大直径钢管嵌岩桩组成,桩外径为1 400 mm,壁厚16 mm,桩长30.74～32.24 m,嵌岩深度4.94～5.63 m,这在国内外尚属罕见。为论证这种结构可靠性,验证相关的设计,检验施工质量,对该码头柔性靠船结构进行了水平承载力的现场试验。现场试验表明,本工程的柔性靠船结构设计先进、施工良好、工程性能优异,其安全度达到了设计要求。考虑到水平荷载作用下桩的性状是一个复杂的桩土相互作用体系,因此,为提高理论设计水平,还利用了综合刚度原理和双参数法对2根大直径柔性钢管嵌岩桩在各级加荷下的性状进行了分析,发现计算结果与实测数据吻合,从而总结出桩-土共同作用的规律;探讨了综合刚度EI和双参数a 和1/n的数值范围,得到一些有意义的结果,希望能为同类地区的嵌岩桩的设计提供依据,也为综合刚度原理和双参数法应用于大直径钢管嵌岩桩积累了重要的桩土参数。

深基坑内撑式支护结构计算的综合刚度和双参数法

将吴恒立提出的用于合理计算桩顶作用水平集中荷载的推力桩的综合刚度原理和双参数法,延伸应用于作用有水平分布荷载(土压力)的深基坑围护结构上,提出其杆系有限元数值解法,对一深基坑内支撑式支护结构实例的开挖和支护过程中的各个工况进行了数值模拟分析,由实测位移试算反分析得到了合理的墙-土的综合刚度和地基土抗力双参数,与现有方法计算结果对比表明,该方法能使所得结果更接近实测值。从而说明,综合刚度原理和双参数法的杆系有限元数值解能更为可靠的计算深基坑内支撑式支护结构,具有参考应用价值。

深基坑锚拉式支护结构的有限差分算法研究

为克服现行规范建议采用单参数m法的缺点,将分析水平推力桩的综合刚度原理和双参数法延伸至作用有水平分布荷载的基坑锚拉式支护结构变形和内力计算中,建立一种基于此原理和方法的改进的弹性地基梁有限差分算法。此外,为考虑动态施工过程,引入增量法对各工况进行计算分析,并根据现场实测数据,反演出合适的综合刚度和双参数。研究结果表明:该方法得到的水平位移和弯矩,均与实测结果吻合良好,而采用单参数m法却很难使支护结构的位移和内力同时较好地与实测值相符。文中反分析所得的综合刚度和地基抗力双参数,可应用于同一基坑工程相同结构或同一地区工程地质条件和支护结构相似的设计计算,无疑可获得较现行单参数法更为准确的设计计算结果。

基于综合刚度双参数法抗滑桩的数值分析

基于综合刚度原理和双参数方法,提出了进行抗滑桩全桩位移和内力计算的有限差分法,推导了相关公式,编写了实用的计算和图形处理程序。由程序实例计算图形处理结果,探讨了滑坡推力分布形式、双参数m和1/n,以及不同桩底条件对抗滑桩位移和内力的影响,对抗滑桩的设计具有指导作用,有效提高了抗滑桩设计的经济性和安全性。

长桩横向荷载试验的综合刚度—双参数分析

利用桩土综合刚度原理和双参数法对横向受力长桩的试验数据进行了分析,确定α,EI,1/n等参数,可使桩在地面处的挠度、转角、桩身最大弯矩及其位置的计算值同时与实测相符.

推力桩非线性全过程分析及控制性设计——综合刚度原理和双参数法

用综合刚度原理和双参数法灵敏地计算了推力桩的非线性全过程 ,并给出了控制性设计参数 .本文是获得中华人民共和国交通部科学技术进步奖项目《推力桩计算方法的研究》部分内容的介绍 ,但略有发展 .

基于综合刚度原理的陡坡基桩有限杆单元分析

为分析陡坡段桥梁基桩内力及变形特性,提出一种有限杆单元计算方法。首先,基于综合刚度原理并引入双参数地基模型,建立适用于陡坡基桩内力计算分析的修正有限杆单元刚度方程;在此基础上结合杆系结构受力特征,提出考虑P-Δ效应的杆单元修正矩阵;最后,根据有限杆单元计算原理,基于MATLAB平台编制计算程序,并对某工程实例进行分析。计算结果显示:改进有限杆单元方法可行且具有较高的精度;陡坡段桥梁基桩P-Δ效应显著,应在设计计算中予以考虑;在浅层地基土抗力计算中双参数地基模型较m法精度更高。

基于综合刚度原理水平承载桩计算的改进方法

目前应用的综合刚度原理双参数法所推导的公式,深度幂次数的取值范围受限,且与实际不符,加之对桩的计算没有结合实际进行分段,而是对整个桩取统一参数,造成桩的下半段计算误差较大。基于综合刚度原理,提出水平承载桩计算的改进方法,即先对桩的求解表达式中深度幂次数进行修正,推导微分方程的解,并进行实例计算;然后对桩进行分界点确定,运用反力积分法对桩的后半段进行计算。实例计算结果的对比表明,用该方法不仅拓宽参数的取值范围,而且桩的后半段计算精度有较大提高。

水平荷载作用下长桩的合理截面形式优化研究

利用计算推力桩的综合刚度原理和双参数法,选择合理参数,计算出钢筋混凝土空心桩、实心桩和矩形桩以及钢管混凝土桩这4种不同截面形式的推力桩在砂土、黏土和风化岩3种不同地质条件中相同水平推力作用下地面处的转角、位移及其最大弯矩,并验算混凝土桩的裂缝宽度以及钢管混凝土桩的强度,分析比较不同土质中的不同截面类型长桩在相同水平荷载作用下的承载力。为大型建筑结构的桩基础的合理截面形式的优化设计提供参考。研究认为,砂土和黏土中使用空心桩较好,风化岩使用钢管混凝土桩较好。

核电站用钢板混凝土组合结构的线弹性设计方法探讨

对美国《核设施相关钢结构设计规范》(ANSI/AISC N690-12)提出的钢板混凝土组合墙(SCS组合墙)的线弹性设计法进行了适用性分析。基于等效刚度的模型将钢板与混凝土等效为线弹性材料并进行了有限元分析。通过对文献中的3片SCS组合墙进行计算发现:该设计方法的等效刚度取值偏于保守,荷载-位移曲线与试验结果相比偏差较大;拉剪区单元控制墙体极限状态,而压剪区单元承载能力还相当富余。为解决该方法高估拉坏区单元刚度的问题,本文建议根据SCS单元主内力空间的不同区域设定弹性参数,以提高设计分析的准确度。

推力桩计算的综合刚度双参数法B样条函数解

针对现有综合刚度双参数法计算推力桩的幂级数解析解和有限差分法公式较为冗长、编程不便和查表手算较为繁冗的不足,文章结合解析解反算桩-土综合刚度和地基系数的双参数,采用B-样条函数能量配点法进行桩身位移、侧土抗力和内力计算的新方法。实例计算表明,该法方便可靠,对于推广综合刚度双参数法在推力桩计算工程中的应用是有益的。

深基坑内撑式支护结构的有限差分算法研究

为克服现行规范建议采用单参数m法的缺点,将分析水平推力桩的综合刚度原理和双参数法延伸至作用有水平分布荷载的基坑内撑式支护结构变形和内力计算中,建立一种基于此原理和方法的改进的弹性地基梁有限差分算法。此外,为考虑动态施工过程,引入增量法对各工况进行计算分析,并根据现场实测数据,反演出合适的综合刚度和双参数。计算结果表明,该方法得到的水平位移和弯矩,均与实测结果吻合良好,而采用单参数m法却很难使支护结构的位移和内力同时较好地与实测值相符。反分析所得的综合刚度和地基抗力双参数,可应用于同一基坑工程相同结构或同一地区工程地质条件和支护结构相似的设计计算,无疑可获得较现行单参数法更为准确的设计计算结果。

纵横弯曲桩计算的综合刚度和双参数法的有限差分解

为提高外露段较长的桩在横向和竖向荷载共同作用下变形和内力的计算精度和效率,基于综合刚度原理和双参数法推导可考虑桩的纵横弯曲,即计及竖向荷载(包括桩顶竖向力及桩身自重和桩侧摩阻力)对弯曲变形影响的有限差分解,采用MATLAB程序语言编制相应的计算程序。与模型试验数据或现有方法工程实例计算结果的比较验证了该法的可靠性,同时还表明该方法比基于相同原理的杆系有限元法更方便快捷。研究结果表明:对于外露长度和桩顶竖向荷载较大的桩,重力二阶效应是不容忽视的,且竖向荷载不仅会增大桩身弯矩,还会导致桩身剪力的增大,现有方法未体现其对剪力的影响,是偏于不安全的,在纵横弯曲桩的设计计算中应引起重视。