基于Midas对桥梁桩基础竖向荷载-位移影响规律研究

为了优化桥梁桩基础的承载特性,文中以某三跨连续刚构桥为例,通过Midas模拟分析不同桩间距以及桩长度对桩基础荷载-位移曲线的影响规律。结果表明,加载初期,桩间距为5、6、7 m条件下的桩基础位移基本一致,桩间距对桩基础的位移无影响;随着荷载水平的增加,桩基础的位移随着桩间距的增加桩基础位移越来越小;桩长度为35 m比桩长为30 m的桩基础位移低了34.2%;桩长度为40 m比桩长为30 m的桩基础位移低了44.9%。桩长越长,桩间距越大,桩基础的位移越小,桩基础的承载特性越强。

基于ANFIS的单桩竖向极限承载力预测模型

人工神经网络已应用在岩土工程的各个方面。针对常用的 BP 网络的不足之处,建立了基于自适应神经模糊推理系统(ANFIS)的单桩竖向极限承载力预测模型。利用文献中桩的载荷试验数据来训练 ANFIS 网络,确定了网络参数。研究结果表明。同常用的 BP 网络相比,ANFIS 预测模型具有学习速度快。拟合能力较好,训练结果唯一等优点,该方法是一种有效地预测单桩极限承载力的方法。

基于ANFIS的单桩极限承载力预测及可靠度分析与设计

利用ANFIS较强的学习能力和模糊逻辑推理功能,建立了单桩竖向极限承载力预测的自适应网络模糊推理系统。该系统通过对静载荷试验成果的学习与预测检验,证明其预测精度良好、适用性强,因而具有较大的工程应用价值。基于该预测方法,采用无量纲随机变量的极限状态方程,结合宁波市桩基静载试桩资料进行单桩竖向极限承载力可靠度分析,利用最优化方法计算单桩承载力可靠指标,并提出了单桩可靠度设计方法。

基于PCA-RVM的静压管桩单桩极限承载力预测

为解决静压管桩单桩极限承载力难以获取的难题,提出一种基于主成分分析(Prineipal Component Analysis,PCA)的相关向量机(Relevance Vector Machine,RVM)静压管桩单桩极限承载力预测方法。通过PCA将13个静压管桩常规影响因素降维成6个独立变量借助RVM模型建立独立变量与极限承载力之间的非线性映射关系,能够对仅知道影响因素的新样本进行精准预测。采用PCA-RVM方法进行预测并与BP神经网络模型对比,结果表明:PCA-RVM预测模型通过分析各因素的相关性与贡献率,将13个影响因素合理转化为6个独立变量,在信息筛选方面明显优于BP神经网络模型。在承载力预测结果的相对误差及均方差方面,PCA-RVM预测模型均占据极大优势。可见PCA-RVM模型具有精度高、离散性小等优点,为静压管桩单桩极限承载力预测开辟了一种新方法。

某送电线路大跨越工程桩基ANSYS分析

针对电力行业未系统开展基础型式的试验、测试和分析现状,在桩基承载力分析中运用了大型有限元计算软件ANSYS,利用计算机的优势对桩基采用数值模拟研究。

基于JCCAD应用探讨PHC管桩基础设计

以某油库树脂生产车间、仓库的PHC管桩基础设计为例,探讨pkpm结构软件JCCAD在管桩设计中的应用[1]、基础建模、桩基基础设计,桩顶连接节点设计方法和注意事项。对比分析了管桩单桩竖向承载力、水平承载力和沉降量的设计结果。PHC管桩抗压承载力高、抗弯、抗水平力较差的特性,以及施工中易产生接桩、砍桩等问题,使管桩基础设计在JCCAD应用中存在诸多不足,需人工概念性补充修改设计,一般情况下单桩水平承载力起控制作用,并综合考虑场地条件的影响;及处理好桩顶与承台的连接节点是设计和施工中的关键。

中风化花岗岩中嵌岩桩承载性能原位试验与极限承载力预测

为深入探究中风化花岗岩中嵌岩桩的竖向抗压承载特性,对12根嵌岩桩进行了单桩竖向抗压静载原位试验与ABAQUS有限元数值模拟,通过多种方法对嵌岩单桩极限承载力进行评价,明确中风化花岗岩中嵌岩桩竖向抗压承载性状。研究表明:12根中风化花岗岩中嵌岩桩并非表现出完全端承桩,而是呈摩擦型桩或摩擦端承桩的性状;中风化花岗岩地基中的嵌岩桩竖向抗压极限承载力较高,桩顶沉降小,满足工程对基础的承载要求;有限元模拟荷载-沉降曲线与实测荷载-沉降曲线走势吻合度较高,桩顶沉降误差较小;本试验条件下,桩端阻力占桩顶荷载的56.9%,桩侧摩阻力占比为43.1%,桩侧摩阻力在荷载传递过程中发挥较充分;有限元模拟得到的单桩极限承载力与指数函数模型的预测结果较为吻合,可用于嵌岩桩单桩竖向抗压极限承载力的预测,以及嵌岩桩承载性状和荷载传递规律的分析。

大直径嵌岩灌注桩承载特性试验与有限元模拟

基于青岛某工程的4根大直径嵌岩灌注桩,在现场开展了单桩竖向抗压静载试验和桩身完整性测试,以明确大直径嵌岩灌注桩在竖向荷载下的承载特征,拟揭示不同荷载水平下嵌岩灌注桩的承载力发挥机制。结合不同嵌岩深度的单桩承载性能有限元模拟,重点分析了单桩在不同嵌岩深度下的竖向抗压承载特性和桩土位移分布特征。研究表明:在笔者试验条件下,大直径嵌岩灌注桩单桩竖向抗压承载力具有一定离散性,桩头部位的损坏会极大影响单桩承载力的有效发挥;加载完成后,数值模拟得到的桩顶沉降量为31.56 mm,约为现场实测值的1.1倍,模拟结果与实测结果较为吻合;通过不同嵌岩比的模拟结果对比发现,嵌岩深度越大桩端阻力占桩顶荷载的比例越小,且桩端阻力占比的变化速率随着嵌岩比的增加逐渐减缓;嵌岩深度取2.5倍桩径为宜。

深水钻井井口吸力桩稳定性计算和校核方法

深水松软土质下,传统喷射法安装的表层导管在钻井阶段存在下沉和倾斜的风险。为了提升深水钻井水下井口的稳定性,提出了井口吸力桩表层建井的方法,开展了吸力桩下入深度和稳定性分析。基于桩基承载理论和广义Winkler地基梁模型,建立了井口吸力桩稳定性理论模型,并通过有限元方法和有限差分法研究了井口吸力桩稳定性特征及影响因素。以南中国海某井工程参数为依据,对井口吸力桩稳定性开展理论计算,与有限元计算结果进行对比,竖向极限承载力误差为4.23%,最大水平位移误差为6.0%,最大弯矩误差为2.96%,印证了计算结果的准确性。在钻井工况极限载荷作用下,相比于传统表层导管,井口吸力桩竖向承载力提升了43.91%,水平位移减少了63.21%,抗弯安全系数是前者的24.5倍。分别对井口吸力桩施加不同水平位移和弯矩,结果表明水平载荷对横向稳定性影响较为显著。井口吸力桩具有很高的竖向承载力和横向承载力,显著提高了水下井口的稳定性,研究结果为其在深水松软土质中表层建井提供了理论依据。

非均质黏土地基单桩基础水平极限承载力研究

为减少海上风机长期受到风浪流等水平荷载的影响,利用ABAQUS软件建立非均质黏土单桩基础极限承载力有限元模型,利用温度作为虚拟变量以反映非均质黏性土抗剪强度随深度变化的关系,采用生死单元法进行地应力平衡,并比较有限元得到的水平荷载下单桩基础承载力变化结果与离心机试验结果,以验证其准确性。结合刚性桩与刚柔性桩水平极限荷载下土体失效模式,分析不同长径比、土体弹性模量系数、桩土摩擦因数等参数对单桩基础水平极限承载力影响。结果表明:桩体预埋深度增加后,桩体从刚性桩向刚柔性桩转变,土体破坏模式从楔形、旋转破坏转变为楔形、满流和旋转破坏。土体弹性模量系数对单桩基础水平极限承载力影响较小,长径比和桩土摩擦系数对单桩基础水平极限承载力有较大影响。

竖向受荷桩极限承载力计算的可靠性分析

为深入探究竖向受荷桩极限承载力3种典型计算模型(双曲线模型、指数曲线模型和灰色理论模型)的可靠性,基于具有极限承载力的95根试桩数据,详细分析3种单桩竖向极限承载力计算模型预测行为的不确定性。研究发现3种计算模型均可基于未达到破坏状态单桩的荷载-沉降数据序列预测其极限承载力,但具有一定的不确定性。编制的计算程序SIMUPU有效提高了单桩极限承载力的计算效率,具有良好的实用性。结合程序分析结果,提出单桩竖向承载力计算模型不确定性的分析方法,阐明了计算模型不确定性的统计特征,发现计算模型的不确定性系数统计均值可用于修正并提高模型预测单桩极限承载力的可靠性。基于双曲线模型极值点法预测的单桩极限承载力普遍偏大,且离散性较大,偏于不安全;采用双曲线模型最大曲率点法确定单桩极限承载力的不确定性系数均值虽接近1.0,但其预测结果的可靠性略有降低。指数曲线模型和灰色理论模型的预测结果整体略偏小,且二者预测结果较为接近,预测所得单桩极限承载力的可靠性优于双曲线模型。基于工程试验桩的应用分析表明,单一计算模型可能产生较大误差,基于本文可靠性分析方法,同时采用3种计算模型进行预测、修正、取均值,可获得更为可靠的单桩极限承载力。研究成果可为单桩极限承载力的分析和获取提供参考和依据。

岩溶-陡坡作用下秦岭山区高速公路桥梁桩基竖向承载力研究

为探究岩溶顶板厚度和陡坡对高速公路桥梁桩基竖向承载力的影响,依托秦岭山区某高速公路工程,构建三维数值仿真模型,分析单一因素和双重因素交互作用下桩基极限承载力,提出了适用于岩溶发育区桩基极限承载力计算的经验公式。结果表明,顶板厚度与桩基承载力呈正线性相关,陡坡与桩基承载力呈负线性相关,二者交互作用结果与桩基承载力呈正相关,这两种因素对桩基承载力的影响程度为顶板厚度大于陡坡。

软岩嵌岩桩承载特性及承载力计算分析

南京软岩分布地区,对于嵌岩桩单桩竖向承载力估算,勘察设计单位采用的规范和计算公式不同,导致了估算结果差异较大。根据不同规范公式估算嵌岩桩的单桩竖向承载力,并通过其承载性状的对比分析表明,不同规范公式反映的桩基承载性状差异较大。经过与试桩结果对比分析,当岩石强度及嵌岩深度较小时,采用南京规范公式计算的单桩竖向极限承载力与试桩结果较为接近;当岩石强度及嵌岩深度均较大时,采用两种规范计算结果的平均值更加接近试桩。对类似软岩分布地区嵌岩桩基础设计施工具有参考意义。

钻孔灌注桩后注浆技术对单桩承载力的影响分析

随着我国建筑行业的发展,近年来,高层、超高层建筑物的数量不断增加,建筑物对地基土承载力要求越来越高。本文以铂悦·兴隆府项目为例,利用单桩竖向静荷载试验,研究钻孔灌注桩后注浆技术对地基土承载力、桩端沉降的影响。实践表明,在钻孔灌注桩中采用后注浆技术,可显著提高地基土承载力,减少桩端沉降变形,优化桩身性能,增强桩身稳定性,降低工程造价,此技术可广泛应用于工程建设中,为工程实体的设计和施工提供理论依据。

基于BCS-KL方法的地层边界不确定性研究

在工程建设中获取的现场钻孔数据有限,利用钻孔数据解释地下地层不可避免地存在不确定性,进而影响桩基础等工程设计的可靠性。对此,提出了从有限钻孔数据中量化地层边界不确定性的方法,并研究地层边界不确定性对单桩竖向承载力特征值的影响。首先依据钻孔数据,通过贝叶斯压缩采样-KL展开(BCS-KL)方法重建地层边界,并生成大量随机场数据量化地层边界的统计不确定性;然后依据地层边界数据,对单桩竖向承载力特征值进行不确定性分析。分析结果表明:BCS-KL方法生成的大量随机场数据能很好地表征地层边界的不确定性;在钻孔间距较大时,单桩竖向承载力特征值在95%置信区间内相差4 660.88 kN,差距较大。通过BSC-KL方法科学评估地层边界不确定性对单桩竖向承载力的影响,对确保工程设计可靠性具有重要意义。

宁波地区双桥静探法估算单桩承载力的应用

预制桩被大量地应用于宁波软土地区,且在工民建项目中有应用越来越多的趋势。结合宁波中心城区工程实例,对比分析根据JGJ 94—2008建筑桩基技术规范双桥静力触探法和经验参数法所估算预制桩单桩竖向极限承载力标准值的差异,并与静载检测成果作对比分析,进而对规范公式进行适当修正,初步得出适用于该工程的经验公式,为宁波地区运用双桥静力触探试验方法准确计算单桩竖向承载力标准值、优化桩基设计方案提供借鉴意义。

大直径后注浆灌注桩在极软岩地质条件码头中的应用

湄洲湾港秀屿港区石门澳作业区11#泊位工程建设1个10万吨级通用泊位及相应的配套设施,码头平台采用高桩梁板式结构,对地基承载力要求高。针对码头平台下部基础为极软岩的地质条件,对码头平台的大直径灌注桩采用桩端后注浆工艺,通过静载试验对比分析未注浆与后注浆灌注桩。结果表明,经过桩端后注浆的灌注桩有效提高单桩竖向承载力,控制了码头沉降量,减小基桩的入土深度,缩短工程建设工期,节省工程造价,具有显著的经济效益和社会效益。

宝鸡峡漆水河渡槽钻孔灌注桩承载力检测试验

宝鸡峡灌区漆水河渡槽工程对基桩承载力检测试验综合采用了静载法和高应变法,通过两种检测法验证了单桩极限承载力满足设计要求,并对两种检测方法的优缺点、准确性和可靠性进行了对比分析。在进行工程基桩检测时合理进行二者选择、结合,才能满足工程需求,也为类似工程基桩承载力检测提供了参考。

超大吨位单桩竖向抗压静载试验在高速公路工程中的应用分析

文章依托四川阿坝州高速公路工程中的大吨位单桩竖向抗压静载试验,结合现场大直径泥浆护壁冲孔灌注桩施工及山区岩土工程地质性质情况,试验得出大直径灌注桩极限抗压承载力,为山区高速公路工程中的工程设计人员提供设计参数依据,更好地服务我国山区高速公路工程建设。

基桩自平衡静载试验中平衡点问题研究

基桩自平衡静载试验是一种被广泛采用的单桩竖向承载力测试方法,平衡点位置的确定是保证试验成功的重要条件。相关规范采用竖向力平衡条件确定平衡点,在多个现场试验中发现以此条件确定的平衡点位置上下位移差异较大,极易造成荷载箱达到最大行程时某段桩承载力尚未充分发挥的状况。本文针对试验中位移差异问题,提出用桩土界面刚度平衡确定位移协调平衡点位置,以达到试验过程中位移协调的目的。为此,采用实测数据结合有限元数值计算,对平衡点位置上下位移差异较大的原因进行分析,提出刚度平衡条件,建立位移协调平衡点的经验计算公式,并采用数值计算及实测数据对经验公式进行验证,结果表明经验公式具有较好的效果,对确保试验成功具有重要意义。