液化场地单桩振动台响应试验研究

为探究场地液化对桩基础的危害,开展大尺寸振动台试验分析地震过程中孔压、桩与地基的沉降、加速度、桩弯矩及上部结构侧向位移等的响应规律。试验结果表明:1)地基的超孔压比迅速增大,砂土逐渐液化,液化导致桩体的加速度放大系数呈现减小趋势;2) 0.5g时上部结构的水平位移达到了桩径的33%,地震结束后上部结构的水平位移为桩径的156%,饱和砂土与非液化层交界面处桩体弯矩达到了桩头弯矩的106%;3)地震期间液化层与非液化层之间桩体弯矩产生突变,地震动结束后上部结构的水平位移不断增加,场地液化后的累积变形对结构稳定会产生严重影响。

劲性复合桩承载性能现场试验研究

劲性复合桩是一种在水泥土桩中植入混凝土管桩的新型桩基础形式,是实现绿色低碳建造的重要技术手段。为研究劲性复合桩在近海地基土层中的承载性能,基于南通市洋吕铁路项目场地开展了劲性复合桩及其对应管桩的竖向和水平静载试验,通过对比劲性复合桩和PHC管桩的现场试验结果,探讨了劲性复合桩的加固机理及变形规律。试验结果表明:劲性复合桩极限承载力提高显著,竖向承载力较PHC管桩提高了48%,其中桩侧阻力最高增幅达58%,桩端阻力仅占比3.75%,属于摩擦型桩;水平承载力提高了50%,桩顶转角稳定;在变形上,劲性复合桩桩头刚度提升明显,且回弹率高\,卸载后残余变形小;此外无论是竖向受荷时的桩侧阻力峰值点还是水平受荷时的桩身弯矩峰值点,劲性复合桩较管桩均呈明显上移,充分发挥了浅层土体的承载性能,在未来工程设计中可采用此桩基形式进一步优化桩长。

抗滑桩加固不同坡率边坡的效果及机理分析

针对不同坡率边坡,采用ABAQUS软件对抗滑桩加固边坡前后的稳定性进行强度折减有限元分析。基于边坡安全系数和桩身弯矩讨论不同坡率下的最优桩位,并结合增量位移云图分析最优桩位下不同桩长、桩间距、桩截面尺寸对边坡稳定性的影响。分析结果表明:最优桩位受坡率影响显著,随坡率增大有向坡中移动趋势,坡率1∶2时,最优桩位在L_(x)/L=0.8处;坡率1∶1和2∶1时,最优桩位在L_(x)/L=0.6处。坡率1∶2、1∶1和2∶1对应的安全系数分别为1.581、1.171、0.980,相较于无桩时提高约10%、17%、40%,增幅逐渐增大,可见坡率越大抗滑桩取得的加固效果越好;安全系数随着桩长的增长先增大后趋于稳定,坡率越大趋于稳定值越快;随着桩间距的增加而减小,坡率越大减小速率越大;随着桩截面尺寸的增大先增大后趋于稳定,坡率越大趋于稳定值越早。

海上风电高桩承台基础结构的受力特性

为研究海上风电高桩承台基础结构在风电机组大弯矩荷载及复杂海洋环境荷载作用下的受力及传力机理,采用在数值模型中逐级加载的方式,模拟不同荷载量级情况下基础受力特性,获得了高桩承台组合结构的关键承载部位,分析了混凝土承台及斜向钢管桩受力特性.研究结果表明,随着风电机组荷载和环境荷载的增大,混凝土承台承载模式将由轴压承载向偏压转变;钢管桩顶部与混凝土承台接触部位是承载及荷载传递的关键部位,混凝土受拉损伤首先从此处开始;随着荷载的增大,斜向钢管桩群桩应力最大部位将从波流荷载作用点向泥面处转变.研究明晰了海上风电高桩承台基础的荷载传递规律及关键部位,为基础结构的安全设计提供了指导.

基坑开挖下倾斜长短组合桩受力及土体位移数值模拟

利用软件Midas GTS NX建立基坑支护模型,模拟分析基坑开挖过程中不同倾斜长短组合桩支护下,基坑土体位移及桩身水平位移与弯矩变化的规律;探讨组合桩桩长分配与长桩倾角对支护效果的影响。结果表明:基坑开挖过程中,随着开挖深度的增加,一定程度地增加长桩倾角能够有效减小土体变形和桩身水平位移,开挖面以下桩身最大弯矩也随长桩倾角的增加而减小;在总桩长一定时,最佳桩长分配受长桩倾角影响存在临界值,在长桩倾角临界值以下最佳桩长分配受倾角变化影响,在长桩倾角临界值以上长桩越长支护效果越好。在同一开挖深度下,桩身水平位移与长桩倾角有关,长桩倾角在开挖面以上相对于开挖面以下对桩身位移影响更大;开挖面以下,部分桩身最大弯矩与桩长成正比。

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。

复合断面隧道受侧方沉桩影响的模型试验研究

打桩施工产生的冲击荷载和挤土效应可通过地层传递到隧道结构,需进行控制和监测来保证地铁隧道的正常运营。基于青岛地区的地层工况,采用室内模型试验研究复合断面隧道受旁侧沉桩施工的影响。试验中考虑了单桩、群桩、沉桩深度与桩隧间距等因素,研究沉桩对既有隧道附加弯矩和振动效应的影响。结果表明:随着桩隧间距的增大,隧道的附加弯矩逐渐减小,附加弯矩的分布形态基本呈现出了隧道顶部和底部远离中心点位、左右两端靠近中心点位的趋势。当沉桩深度超过某一定值时,沉桩深度和桩隧间距对隧道振速有明显的影响。模型试验揭示了复合地层中沉桩施工对临近既有隧道的受力变形和动力响应规律,研究成果可为类似工况下隧道监测提供参考。

粘土中钻孔灌注桩墙体支护开挖弯矩数值模拟研究

针对粘土中钻孔灌注桩墙体支护开挖弯矩数值进行模拟,研究弯矩数值对钻孔灌注桩墙体支护开挖工程的影响程度。采用有限元软件Midas NX,结合模型构建的四点原则,通过计算墙体支护材料的弹性模量、体积模量和剪切模型,得到相应的墙体支护参数,结合工程的实际情况,确定模拟模型的边界范围,通过对墙体外的地下水的降水处理,构建相应的钻孔灌注桩墙体支护模拟模型,并对测点进行布置。利用上述参数,进行模拟测试,并通过布设的测点记录墙体支护开挖后桩身的变形情况。钻孔灌注桩墙体支护开挖后,桩身的最大变形量为6.02 mm,桩身的弯矩值为500 KN·m。钻孔灌注桩墙体支护的弯矩值受到多种因素的影响,其中变形量对桩身弯矩值的影响最大。

考虑桩-土摩阻效应的桥梁桩基水平承载特性研究

为研究桥梁大直径桩基在水平荷载作用下,桩-土效应对其力学特性的影响程度,结合新建重庆至昆明高速铁路毛家村水库特大桥大直径桩基项目,运用理论解析方法,基于弹性地基梁模型和p-y曲线法求解桩基水平承载力,考虑桩-土摩阻效应,比较理论值与现场实测值,并研究桩-土界面摩擦角和桩直径敏感参数。结果表明,桩顶水平承载力和桩身最大弯矩在κ=06φ时的计算值与实测值对比效果良好。随着桩-土界面摩擦角增加,桩侧摩阻力、桩身附加轴力和桩身附加弯矩不断增加,随着桩直径增加,桩顶位移折减比和桩身最大弯矩折减比均呈线性减小。

软土地区深基坑支护方案对比分析

文章以某软土地区深基坑工程为研究对象,运用有限元软件对该基坑两种不同的支护结构进行建模分析。为研究不同支护结构在该基坑工程中的支护效果,分析开挖过程中两种支护桩的桩身变形及基坑土体沉降情况,并将模拟所得桩身水平位移、地表沉降与实测数据进行对比。研究表明,随着基坑开挖,桩身水平位移与地表沉降均呈现逐渐增大的趋势;添加钢管内支撑可有效控制桩身水平位移,内支撑式排桩结构模拟结果与现场实测结果有着相似的变化趋势,验证了有限元模拟方法的可行性;与双排桩支护结构相比,内支撑式排桩支护结构具有较小的变形和桩身弯矩,满足设计规范要求。

基坑开挖对群桩基础水平位移与弯矩的影响分析

为探究基坑开挖对群桩基础水平位移与弯矩的影响,依托具体工程实例,进行有限元数值模拟,确定群桩基础与围护结构参数。根据模拟结果分析基坑开挖对群桩基础水平位移和弯矩的影响,得到基坑施工与群桩基础加载相互影响规律,为相类似工程项目的建设方案制定提供依据。

MJS高压旋喷桩在基坑支护工程中的应用研究

以南京市中山北路202号地下车库项目基坑支护工程为例,研究不同支护方案下秦淮河漫滩区深基坑开挖过程中支护结构的支护效果。采用ABAQUS有限元分析软件研究MJS高压旋喷桩单排悬臂桩支护、内支撑排桩支护这两种支护方案在施工过程中桩身水平位移、桩后地表沉降、桩身弯矩的变化。结果表明:内支撑排桩支护效果较单排悬壁桩更佳,基坑开挖过程中施加内支撑可以调整桩身受力,有效控制基坑变形;单排悬壁桩支护结构受土体的开挖深度影响较大,一般适用于地质条件较好深度较浅的基坑中。

腰部设置横梁的双排桩受力分析

双排桩用于填方工程时,可在其腰部增设横梁,以提高填筑工程中双排桩的整体性。在介绍施工方法的基础上,基于有限元法,对腰部设置横梁的双排桩进行对比分析,计算结果表明:双排桩腰部设置横梁后,腰部横梁以上前排桩与后排桩的轴力与弯矩最大值均大幅度减小,故腰部横梁以上前排桩与后排桩的截面积、配筋均可大幅度减小。

桩间距对桩板结构应力变形的影响研究

依托改建铁路漳泉肖线白濑水利枢纽工程影响区段改线工程项目,基于SAP2000软件,研究下穿桥梁地段铁路桩板结构的桩间距(等量桩径d)对板内正、负弯矩和变形的影响,并与规范进行比较。结果表明:横向桩间距不变时,随着纵向桩间距的增加,板内正、负弯矩及桩顶竖向变形均线性增加,板内最大负弯矩出现在板中央桩顶处;板内最大正弯矩逐渐由横向桩间向纵向桩间转移;当纵向桩间距为4d~5d时,板内各点处正、负弯矩和竖向变形均相对较小且大致相当,证明规范中桩间距规定的合理性;当纵向桩间距超过9d时,板内底部正弯矩较大,需进行配筋设计。

销钉式抗拔管桩接头抗弯性能试验研究

为提高预制混凝土桩的桩间连接质量,研发了一种销钉式机械连接接头。通过销钉式机械连接、销钉式机械连接与焊接连接组合的预制桩桩间接头的抗弯性能试验,对比分析了两种连接方式的受弯承载力、破坏特性与裂缝分布情况。结果表明:两种连接方式的管桩接头试件的开裂弯矩与极限弯矩试验值均大于理论值,满足设计要求;销钉式连接的管桩接头试件破坏形式为销钉受拉脱落,销钉式连接和焊接组合的管桩接头试件破坏形式为接头受压面混凝土破坏;两种连接方式的管桩接头试件在桩身裂缝出现前,各混凝土测点应变呈线性增长,试件跨中截面应变分布基本满足平截面假定。

锚索抗滑桩在边坡治理工程中的应用

为了优选合理的锚索抗滑桩施工方案,文中依托某路堑边坡项目,建立锚索抗滑桩的仿真模型,利用MIDAS软件模拟分析预应力锚索抗滑桩的稳定性及力学变形特性。结果表明,未设置支护的边坡工程稳定性系数为1.03,边坡稳定性系数随着抗滑桩截面尺寸的增加以及预应力的增加而逐渐增加;随着桩深的增加,抗滑桩的水平位移初期不断增加,工况3条件下抗滑桩的桩底水平位移最低,即工况3支护方案的边坡抗变形能力最强。随着桩深的增加,抗滑桩的剪力表现为先负向降低、后正向增加、后降低、再次反向增加的变化规律,抗滑桩的弯矩表现为先降低、后增加、再降低的变化规律。

自平衡挡墙及其应用

高填方挡墙一直是边坡工程的一大难题,存在成本高、施工难度大等问题。为优化解决此类问题,本文介绍了一种新型挡土墙—自平衡挡墙,在受力分析的基础上建立了计算模型,并结合一个实际工程与传统挡墙进行了受力和造价的对比分析。结果表明,自平衡挡墙利用上部重力式挡墙作为下部挡墙抗力,构思巧妙,结构合理;自平衡挡墙对锚拉条件依赖很少,有很宽的适用范围;在同等条件下,自平衡挡墙造价是悬臂桩挡墙的50%左右,经济效益显著,有较好的应用前景。

公路边坡施工过程中桩板式挡土墙受力变形特征计算分析

基于有限元软件Midas GTS NX,对公路边坡施工过程中桩板式挡土墙受力变形情况进行数值计算,查明了边坡填筑过程中桩板式挡土墙受力变形特征。结果表明:桩板墙桩身水平位移随着距桩顶距离的增大而减小,其悬臂段的变化幅度大于锚固段,桩顶水平位移随着边坡填筑高度的增加而增大;边坡填筑完成后,桩板墙桩身整体呈受压状态,随着距桩顶距离的增大,轴力先增大后减小;悬臂段剪力随着距桩顶距离的增大呈S形变化,最大值出现在锚固段与悬臂段交界处,锚固段上部剪力变化幅度不大,下部剪力变化幅度随边坡填筑高度的增加而增大;悬臂段上部的弯矩随着距桩顶距离的增大呈先增大后减小的变化规律,接近地面时,弯矩急剧变化,并在锚固段呈S形变化,最大值出现在悬臂段与锚固段交界处;在边坡填筑高度较低时,悬臂段桩身弯矩为0,锚固段随边坡填筑高度的增加逐渐由左侧受压转变为左侧受拉。

Modulus of Subgrade Reaction for Laterally Loaded Piles in Multiple Layered Foundation

According to the field test data of laterally loaded steel piles at home and abroad, an empirical formula for evaluating the modulus of subgrade reaction under static load in layered soil is proposed. The suggested formula takes account of not only non-linearity of K-s with the depth but also its variation with the load. It is shown that the computed bending moments along the pile shaft and the deflection at the pile top are consistent with the measured ones.

Plaxis模型验证在多跨连续水闸底板结构的桩基布置优化分析

以某水闸工程采用的多跨连续整体式底板结构为对象,利用Plaxis有限元数值协同分析,探讨均匀和不均匀桩基布置对底板内力和沉降值的影响。通过比较不同桩基布置方案下的内力和沉降值,发现桩基的布置方式对底板弯矩和沉降有显著影响。其中,不均匀布置桩基(尤其是桩基边侧加密布置)在控制底板弯矩和减小不均匀沉降方面更为有效。数值模拟结果显示,桩基边侧加密布置方案下,底板上部最大弯矩显著降低,桩基受力更为均匀。研究结果可为多跨连续水闸底板结构的设计和施工提供理论指导,有助于提高工程的经济性和安全性,同时,也为类似工程中桩基布置优化提供了新的视角和方法。