西安地区单桩桩土相互作用数值模拟分析

随着计算机技术和数值方法的不断发展和完善,使有限元法得到越来越多的应用。根据西安地区原型摩擦桩的地层特点和土性条件,运用有限元基础理论,利用相应的边界条件与假设条件,建立单桩数学模型。通过模型研究了单桩的沉降特性与土共同作用的影响因素,对西安地区单桩桩土相互作用机理进行了探讨。     

CFG桩复合地基褥垫层的合理厚度确定方法研究

在CFG桩复合地基设计中，褥垫层的厚度设计是一个重点，它是复合地基承载力能否全部发挥的关键因素之一。但其设计上基本是靠经验取值，缺少理论根据。从理论方面入手，推导了褥垫层厚度的理论计算方法，给出了最佳垫层厚度、桩土应力比的解析表达式。     

桩承载力时效对桩土相互作用及沉降的影响分析

对软土中两根47 m长灌注桩分别在成桩28 d和1 750 d后进行了承载力试验，其极限承载力提高幅度达到30％左右。分析了单桩承载力随时间提高(称为时效)的机理，提出了单桩承载力时效对桩筏基础桩土相互作用影响的分析方法，并结合工程实例进行了分析。     

桩头侧向集中荷载作用下桩—土系统的非线性动力性能分析

在对侧向动荷作用下桩－土相互作用系统的数值模拟方法进行了评述之后，一个三维显式有限元模型被用来描述桩－土系统，以分析其在施加于桩头的侧向脉冲式动载作用下的非线性动力性能，其中混凝土桩被考虑为线弹性材料，而桩周土体被模拟为一种可进入破坏状态的弹塑性材料，同时滑移界面单元被用来模拟桩、土间的滑移和分离。计算结果表明，桩－土系统的侧向动力性能由桩头的约束条件和地表以下一定深度内的系统上部的性能参数所控制     

钻孔灌注桩后压浆作用机理与应用

通过对桩侧和桩底后压浆,可大幅度提高钻孔灌注桩单桩承载力.应用桩-土理论分析了后压浆中浆液对土体及桩体的作用,并从分析影响桩基承载力的因素出发,研究了后压浆的作用机理.在渗透率小的地层中后压浆以压密注浆为主,在渗透率大的地层中后压浆以渗透注浆为主.为避免过分压裂土层,在压浆过程中应控制灌浆压力.压浆量是影响后压浆质量和提高单桩承载力的关键因素之一.     

Comparative Analysis of Seismic Response Characteristics of Pile-Soil-Stnicture Interaction System

The study on the earthquake-resistant performance of a pile-soil-structure interaction system is a relatively complicated and primarily important issue in civil engineering practice. In this paper, a computational model and computation procedures for pile-supported structures, which can duly consider the pile-soil interaction effect, are established by the finite element method. Numerical implementation is made in the time domain. A simplified approximation for the seismic response analysis of pile-soil-structure systems is briefly presented. Then a comparative study is performed for an engineering example with numerical results computed respectively by the finite element method and the simplified method. Through comparative analysis, it is shown that the results obtained by the simplified method well agree with those achieved by the finite element method. The numerical results and findings will offer instructive guidelines for earthquake-resistant analysis and design of pile-supported structures.     

基于桩土界面摩擦特性和桩周土体应力状态的基桩极限侧阻力分析

结合基桩承载过程中的桩周土体应力状态分析和桩土界面摩擦特性分析,推导出基于土体应力状态的沿桩土界面的土体抗剪强度计算模型和基于界面摩擦特性的界面抗剪强度计算模型。通过对比土体抗剪强度和界面抗剪强度,推导出受该两种强度耦合作用影响的极限侧阻力计算模型,并用上海某工程算例验证该模型的合理性和可行性,同时利用该模型分析不同类型的土的极限侧阻力随埋深的分布规律。结果显示：因内摩擦角和侧压力系数之间的不同关系,极限侧阻力随埋深表现出不同的分布特点,在特定关系下,存在一个临界深度,超过该深度极限侧阻力维持在一个稳定值甚至不断减小直至为零。     

群桩基础引发饱和地基振动的近似解析解

建立了饱和半空间-群桩基础耦合动力近似解析模型,其中基桩考虑为欧拉梁,饱和地基采用Biot两相介质动力控制方程,二者在频率-波数域中利用桩-土相互作用点处的饱和地基柔度矩阵进行耦合,并采用快速傅里叶逆变换获得频域解答。分析了饱和地基中群桩基础的动力阻抗及刚性承台上施加简谐振动荷载时群桩基础引起的饱和地基振动响应。研究结果表明,荷载类型、激振频率以及地基渗透系数对饱和地基位移和孔压响应有明显影响。特别的,群桩基础动力阻抗峰值频率会随着地基渗透系数的增加而增大。     

嵌岩桩负摩阻力现场试验与计算方法研究

桩-土剪切位移对桩基负摩阻力发展有重要的影响。在既有研究的基础上,通过桩周土体沉降与桩身应变的监测结果建立了计算桩-土剪切位移量的方法。利用该方法对浅中层桩-土监测数据进行分析,确定了在桩顶自由条件下该试验场地桩-土剪切位移量在4~5 mm;对于深层桩-土没有达到该剪切位移量,负摩阻力则无法发挥至极值。根据负摩阻力的发挥特征,改进了规范中嵌岩桩负摩阻力的计算方法,该方法同时考虑了桩周土竖向有效应力与桩土剪切位移的影响。使用该方法计算的负摩阻力与实测结果较为吻合,获得的下拉荷载能够达到安全与经济的效果,可供工程设计参考、借鉴。     

高陡堆积体滑坡半坡桩无效锚固深度分析

半坡桩与普通抗滑桩的受力机制不同,用常规的设计方法半坡桩的锚固深度不足,可能导致治理工程失效。为了分析半坡桩无效锚固深度,在分析高陡堆积体滑坡特点的基础上,根据抗滑桩受力机制重新厘定了半坡桩的概念;以弹性半坡桩为例,用数值分析方法重点研究了弹性半坡桩无效锚固深度与总的锚固深度、滑面倾角及滑坡推力的关系。结果表明,弹性半坡桩的无效锚固深度受总的锚固深度影响较小,当总的锚固深度增加时,无效锚固深度在小范围内波动;弹性半坡桩的无效锚固深度与滑面倾角及滑坡推力呈指数正相关性,随着滑面倾角及滑坡推力的增加,无效锚固深度也在增加。