海上风电桩基础打桩过程中桩周土强度弱化模型试验研究

在海上风电桩基础的打桩过程中,桩周土体强度会产生明显的弱化现象,为明确桩周土体强度弱化影响因素以及弱化规律,开展模型试验模拟打桩过程,研究在不同锤击能量下,不同桩体尺寸情况下,桩身侧摩阻力随着贯入深度的变化规律,建立描述土体强度弱化规律的弱化公式,并通过打桩软件对多个海上风电桩基础工程中大直径及超大直径钢管桩的打桩实测数据进行打桩分析。研究结果表明:在打桩过程中,桩周土体强度的弱化同时受到桩体质量以及锤击能量的影响,桩基质量和锤击能量越大,土体强度弱化程度越高。在打桩的可打入分析中,采用该文所建立的弱化公式可模拟出不同尺寸桩体沉桩时土体强度的折减规律。

含碎石芯软黏土复合试样大三轴试验研究

以拟建的某水电站碎石桩地基处理为背景,研发了能提高重塑软黏土固结效率、减小试样扰动的含碎石芯软黏土复合试样的室内试验制样方法,开展了不同围压和碎石芯置换率的复合试样室内大三轴试验研究.研究表明,复合试样在较小围压下表现出应变硬化特性,在较高围压下则基本呈现软化特征,且碎石置换率越小,软化特征越明显,相同围压时,复合试样的初始变形模量随试样面积置换率的增大而增大;在高围压和低置换率时,软黏土碎石芯复合试样的剪切破坏面明显,在低围压和高置换率时,复合试样中部出现较明显的鼓胀现象,碎石芯最大鼓胀量总体随着围压和置换率的提高而增大.规范方法高估了复合试样(地基)的内摩擦角,面积置换率越大,规范计算值与试验结果的差值越大.高围压下传统应力叠加法高估了软黏土振冲置换碎石桩复合地基的承载能力,低估了复合地基的沉降,置换率越高,相同轴向应变时与复合试样大三轴试验的偏应力误差越大.

高应变动测技术在如东海域大直径钢管桩基工程中的应用研究

基于江苏如东海域三根大直径敞口钢管桩的初打和复打高应变动测试验数据,提出了适用于该海域的桩端折减系数η的推荐值和承载力恢复计算公式,为该海域大直径钢管桩基础的承载力评估提供了技术依据。敞口钢管桩高应变试验数据显示,试验桩侧阻力的恢复系数都远大于端阻力的,且桩侧阻力随时间增长显著,但端阻力的增长却很小。基于此,推荐如东海域大直径敞开钢管桩的桩端阻力折减系数η取0.05进行估算。此外,通过桩基土体恢复和增长机理探讨,提出桩基承载力恢复计算公式,且验证误差在10%以内。

软土地区高铁桥梁桩基比例系数合理取值研究

在高速铁路桥梁设计中,选取合理的桥梁桩基地基系数的比例系数m值是重要问题。本文依托天津滨海新区铁路项目,进行了单桩和群桩的水平静载试验,对不同水平荷载作用下单桩桩端和群桩承台的水平位移变化规律进行了分析。基于试验结果,对地基土水平抗力系数的比例系数m值进行了计算与拟合,给出了合理的软土地区m值的取值。结果表明:单桩与群桩m值-位移曲线较为接近,随着位移的增加,m值呈现指数型下降趋势。根据拟合结果,对单桩m值进行了推定,建议单桩m值取10MN/m^(4),群桩m值取2.6MN/m^(4)。与规范值相比,单桩m值更大,而群桩m值略小。

云南红河特大桥浅埋重力式锚锭基础现场试验研究

云南红河特大桥建水侧采用浅埋重力式锚碇基础,锚碇后趾区和前趾区分别坐落在中风化板岩和强风化板岩上。该工程在前趾区域采用非等长刚性桩复合地基方案解决土岩组合地基、偏心受荷等因素引起的不均匀沉降和水平变位问题。为保证方案可靠性,项目在中风化和强风化板岩区域分别进行了3组直剪试验、3组载荷试验,针对刚性桩开展了2组单桩载荷试验。试验得到了中风化、强风化板岩的地基承载力分别不小于1200 kPa、800 k Pa,与基础的摩阻系数分别为0.60、0.55;单桩承载力特征值不小于3500 kN。

软质岩石地基承载力试验研究

利用改进的深层平板载荷试验装置对岳阳市城区典型的强风化、中风化和微风化软质板岩岩石地基进行8个场地26个试验点的现场岩基载荷试验,得到了相应的p-s,s-lgp和lgp-lgs曲线。试验结果表明:(1)p-s曲线均属缓变型,比例界限载荷不明显,但s-lgp曲线的第二拐点比较明显,可依此确定软质岩石地基的极限承载力;(2)强风化板岩岩石地基极限承载力较小且离散性极大,相应的最大沉降值较大且变化也大,而中风化板岩岩石地基极限承载力较大且较为稳定,对应的最大沉降值较小且变化也小,是桩基础良好的持力层;(3)卸载试验所获得的回弹值均较小。由此说明,软质板岩岩石地基在载荷作用下弹性变形阶段很短,其变形一开始就表现出非线性弹塑性特征,因而在对软质板岩岩石地基承载力进行理论计算或数值模拟时,采用非线性弹塑性本构关系更为合适。室内岩石试验结果表明,按岩石饱和单轴抗压强度乘以折减系数确定的岳阳市城区中风化软质岩石地基的承载力远低于岩石地基的实际承载力。根据规范提供的方法进行反算,得出了实际折减系数的建议值。

确定斜坡地基比例系数m值的模型试验研究

为研究斜坡坡度及水平荷载作用角度对斜坡地基比例系数m值的影响,设计并完成了一系列斜坡地基刚性桩水平承载室内模型试验,测得了不同斜坡坡度及水平荷载作用角度下地基比例系数m值.试验发现:斜坡地基比例系数m值随地面处桩身水平位移x、斜坡坡度α及水平荷载作用角度β增加呈非线性减小,当x>10mm时,m值几乎保持为一定值,并据此建立了斜坡地基比例系数m值与坡度α及荷载作用角度β之间的拟合关系式.理论与试验对比分析表明:根据考虑斜坡空间效应影响确定的斜坡地基比例系数m值,计算得到的桩身内力、位移与实测结果最接近,最大计算误差小于10%;斜坡桩基设计时,建议取地面处桩身水平位移x=10mm对应的m值.

室内模型实验中低强度桩侧应变片粘贴技术与应用

表面粗糙的桩与桩间土共同受力后发生相对位移,在低强度桩侧面有效粘贴应变片以测试轴力传递规律是一个难点。在组合群桩复合地基室内模型试验中,本文结合传统内贴法和外贴法两种贴片方式的优点,提出并采用凹槽法在低强度实心模型桩外侧面贴片,即在桩侧预留凹槽、用环氧树脂对贴片部位进行表层处理,在贴片后密封凹槽,并给出了典型测试结果。分析认为:凹槽法贴片技术有效可行,可供室内含桩地基基础模型试验借鉴。

点荷载试验评价孔底岩基强度和承载力的方法

岩石点荷载强度试验可以求得岩石点荷载强度指数，由强度指数与抗压强度之间的关系可以换算出岩石的单轴抗压强度，进而可计算出岩基承载力。通过工程实例，介绍了点荷载试验评价人工挖孔桩底岩基强度和承载力的方法，并与岩基载荷试验结果进行了对比。

白垩系泥质粉砂岩岩基强度试验研究

白垩系泥质粉砂岩是一种极软质岩石,具有成岩差、易风化、易崩解等特性。该类岩石以中–微风化为主,软化系数小于0.75,孔隙率、吸水率低,裂隙贯通性差,具有较大的地基潜力。针对长沙地区泥质粉砂岩的这一特殊性,进行了室内单轴抗压试验、岩基载荷试验和高压旁压试验的对比研究。通过试验发现,按现行的《建筑地基基础设计规范》(GB50007–2002)确定的地基承载力往往偏低,并对不同规范在该类岩石地基嵌岩桩的设计取值上的差异进行了分析。当采用岩石单轴抗压强度确定地基承载力设计值时,应根据不同嵌岩深径比(hr/d)乘以相应的发挥系数,给出了嵌岩段总阻力的修正公式,得出了比较符合当地实际的结论,给出了工程实例。对同类地区相同桩基的设计、研究具有指导意义。

桩土相互作用的力学特性室内试验研究

为了研究桩侧法向应力、剪切带厚度变化对基桩强度参数影响情况,本文采用室内改制的四联剪切仪,进行了一系列的黄土和黄土与混凝土复合体的直剪和单剪试验。基于试验结果分析了桩侧剪切带的几何尺寸变化对桩土间强度指标等参数的影响情况,获得了力学参数变化规律等一系列结论,可为黄土地区的桩基工程建设提供一定的参考。

用静力触探参数确定地基土水平地基抗力系数的比例系数m值——以天津地区为例

承受水平荷载作用的桩基,规范中常采用m法进行桩基水平承载力的计算,地基土水平地基抗力系数的比例系数m值在规范中根据地基土的状态、类别以表格给出。在地基勘察中,现在广泛采用静力触探试验,直接利用静力触探数据给出比例系数m值,将使桩基设计所用参数更加直接准确。本文利用天津地区地层大量静力触探资料与地基土状态数据,利用统计分析回归方法,总结出地基土的液性指数IL与静力触探参数锥尖阻力qc及摩阻比Rf间的关系式,针对天津的地层土体,给出利用静力触探资料查用m值的表格,为桩基的设计计算提供资料。

PCC桩复合地基离心模型制备及桩土接触模拟

针对现有刚性桩复合地基离心模型试验技术的诸多局限性,综合考虑模型在材料、几何及桩土接触上的相似,首次设计了PCC桩复合地基离心模型试验并探讨了模型制备方法。配合专用切削、取土及回填试验器材,可以整齐高效地实现削土刮平、引孔取土、压桩就位和桩内回填操作,将常重力场下模型制备引起的扰动最小化,优化PCC桩复合地基离心模型制作过程。设计并开展反映本次离心模型中桩土摩擦接触特性的直剪试验,结果表明,离心模型中的桩帽与路堤砂、粗糙化的模型桩与软土层及下卧层的接触面摩尔-库伦摩擦角取值均在合理范围内,能够较好地代表PCC桩的桩-土接触特性。

跨海桥梁承台波流力计算方法与合成系数研究及应用

为研究跨海桥梁承台波流力计算方法与合成系数取值的适用性,给跨海桥梁承台波流力计算提供指导,基于承台波浪力和水流力计算理论,以平潭海峡公铁大桥SR54号桥墩为研究对象,通过物理模型试验,得到承台波流力与波浪力、水流力之和的比值(合成系数)。试验结果表明:对于桥梁基础承台波流力最大值可简化地取波浪力最大值与水流力最大值之和的1.04(合成系数)倍,在计算时可忽略桥墩和桩基的影响。将该方法应用于港珠澳大桥、平潭海峡公铁大桥以及某输变电工程电塔基础承台结构波流力计算,结果表明采用该方法的波流力计算值与模型试验值符合较好,具有较高的精度,可推广应用于同类跨海桥梁承台波流力计算。

低强度桩复合地基处理桥头跳车现场试验研究

介绍了浙江台州浃里陈大桥成功地采用低强度混凝土桩复合地基处理桥头跳车问题 ,同时通过现场载荷试验、桩顶和桩间土的土压力测试以及沉降观测 ,较全面地研究了低强度桩复合地基承载力和桩土受力特性以及沉降变化规律 。

深厚软土地基细长PHC管桩水平荷载试验研究

通过珠海保税区深厚软土地基中两根细长PHC管桩的水平荷载试验,分析了深厚软土地基中PHC管桩在水平荷载作用下的受力特点.试验结果表明:细长PHC管桩能够抵抗水平荷载的作用;弹性长桩的下端可以看成嵌固于土中而不能转动,由逐渐发展的桩截面抗矩和土抗力来承担逐渐增大的水平荷载;弹性长桩的受力性质主要受上部土层的影响.根据试验结果计算出来的水平地基抗力比例系数m的值对该类工程地质的桩基设计具有一定的参考价值.文中还采用通用有限元软件ABAQUS对PHC管桩的水平承载特性进行了模拟,计算结果能满足精度要求.

黄骅港湾地区真空预压处理后地基静力触探研究

软土地区地基真空预压处理后静力触探经验公式在国内未见报道。经过多年在黄骅港湾地区真空预压处理后地基的静力触探实践,通过11个场地静力触探锥尖阻力qc与地基土真空预压处理后物理力学指标平均值的相关分析研究,得出了一套地基真空预压处理后静力触探经验公式,对沿海软土区划分地层,计算地基承载力、压缩模量、不排水抗剪强度、桩极限侧阻力,预压处理层性质的评价等具有重要参考意义。

一种地基土水平抗力系数的比例系数m的计算方法

m值法是我国用于计算桩基水平承载力最广泛的方法,m值的取值直接影响桩侧土抗力的准确性,不同性质的土的m值的取值范围存在很大差别,m值的确定方法具有重要的工程应用价值。提出一种通过模型试验实测数据反算地基土m值的方法。基于扩底桩的横向加载模型试验,以云南省典型红黏土做为试验用地基土,先假定一个m值,计算桩在地面处的水平位移,将该值与室内模型试验实测的水平位移进行比较,若两者数值相差较大,则重新假定m值进行计算,直至计算出的位置值与实测值之间的误差在可接受范围之内,则所取的m值即为该级荷载下所对应的地基反力比例系数。结果表明,该方法可以获得较准确的地基土m值。

基于试验和数值仿真的软土群桩基础m值研究

在设计软土地区高铁桥梁时,规范给定的群桩基础地基系数的比例系数(m值)取值范围较大,合理取值难以把握。以江苏南沿江城际铁路常州至太仓段白茆河特大桥工程为依托,通过现场试验和数值仿真,进行软土地区群桩基础m值研究。结果表明:试验所得m值随承台顶位移增加而降低,二者成幂函数关系;根据m值-承台顶位移拟合公式,承台顶位移为6 mm时,该场区群桩基础的m值为2600 kN·m^(-4),较规范建议值偏小;数值仿真所得m值-承台顶位移曲线与试验结果基本吻合,因此对于没有条件采用试验确定m值的工点,可采用数值仿真并综合考虑规范建议取值,获得合理的群桩基础m值。

回填红粘土地层微型CFG桩复合地基现场足尺试验

为了获得广西桂林红粘土地层微型CFG桩复合地基设计时的参数合理取值，进行了室外足尺试验，获取不同桩长微型CFG桩复合地基桩间土强度提高系数α、桩间土强度发挥系数β、单桩承载力发挥系数A以及桩土应力比n．结果表明：采用冲击振动挤密成桩，桩间土强度提高1．28～1．56倍；复合地基破坏时，桩间土强度能得到有效发挥，发挥系数为0．90～0．98；单桩承载力发挥系数比规范推荐值0．8～0．9大，可达1．12～1．56，且随着桩长的增加而减小；桩土应力比在试验荷载范围内随着荷载的增加而增加，但增加趋势逐渐减缓．桩长在2—5m时，α取1．2～1．5，β取0．9～1．0，λ取1．1～1．5．