CFG桩在高速公路建设工程中的应用

对CFG桩的工作机理、主要优点及应用范围进行探讨,并通过其在工程实践中的应用,提出了施工中应该注意的事项。     

重载码头堆场CFG桩网复合地基离心模型试验研究

CFG桩网复合地基广泛应用于处理软土地基。采用土工离心模型试验研究某码头堆场超大荷载下CFG桩网复合地基的变形和桩土应力特性,试验模拟了地基、CFG桩、树根桩、加筋垫层、防尘网和轨道梁基础、矿石堆载等,分析了超大荷载作用下复合地基表面变形、桩顶轴力、桩间土压力、桩土应力比的变化规律。试验结果表明,复合地基的沉降速率在稳定控制标准之内,沉降量满足堆场使用要求,防尘网基础和轨道梁基础水平位移和沉降均很小,桩土应力比为25.2~43.8,CFG桩网复合地基在350 kPa荷载作用下是稳定安全的,达到了预期加固效果。     

基于P-Y曲线法考虑桩土相互作用的高桩结构物分析

ＰＹ曲线法是一种非线性地基反力法,可用于分析横向荷载作用下桩结构物,尤其在分析有较大变位的桩结构物时,有许多突出的优点。本文就ＰＹ曲线法分析横向力作用下的高桩结构物的实施方法、特点进行了研究,编制了相应的程序,结合算例给出一些供工程设计人员参考的结论。     

东营地区地基土工程特性分析

东营地区地处黄河三角洲,其地层主要由第四纪新近沉积土和一般沉积土构成。其特点是地层较软弱,天然地基承载力低,承受荷载后地基变形较大。为了适应东营地区天然地基承载力低的特殊地质情况,目前常用的地基处理方法是水泥粉体喷射搅拌桩复合地基。采用水泥粉喷搅拌桩复合地基处理技术以后,复合地基承载力可提高到天然地基承载力的1.22.3倍。     

高压防渗帷幕技术在地基防渗和断桩处理中的应用

通过地基防渗和断桩处理工程实例,介绍了应用高压防渗帷幕技术的设计方案和施工要点。     

基于有限差分法的复合系泊链缆动力模型及其验证

具有链—缆—链结构的复合系泊链缆因其相对于全钢链质量和成本上的优势而在深水系泊中得以广泛应用。基于细长杆理论采用有限差分法建立了可以考虑链—缆—链结构的复合系泊缆数值模型,将其应用于不同工况下全钢链和复合链缆运动的数值模拟中,并开展了验证。首先,将单根钢链顶张力数值模拟结果与不同工况下的模型试验结果进行了对比,验证了数值预报程序应用于全钢链的准确性。然后,对于复合系泊链缆开展了静刚度和动刚度迭代数值模拟,并将模拟结果同已发表文章中的算例结果进行比较,验证了该数值模型在复合链缆模拟上的准确性。发现对于单根钢锚链的验证,激励半径越大,激励周期越小,一个周期内顶张力幅值及其极差越大,钢链运动就越剧烈。对于链—缆—链式复合系泊链缆的验证,发现静刚度迭代中数值模拟结果与算例结果差异较小;对于动刚度迭代,除个别大幅慢漂工况外,两者有较高的吻合;且激励周期越小,激励半径越大,复合系泊链缆顶张力越大,弹性模量越小,运动越剧烈。对于聚酯缆刚度的敏感性分析,发现改变动刚度经验公式参数的情况下,杨氏模量的静刚度迭代和动刚度迭代结果误差分别最大达到了60.81%和68.21%,因此合成纤维材料特性对复合系泊链...     

离岸深水全直桩码头承载性能有限元分析

全直桩码头是适于软土地基上离岸深水海域的新型高桩码头结构型式,其承载机理与传统高桩码头存在较大差异,且软土地基循环软化效应显著。建立全直桩码头结构与地基相互作用三维弹塑性有限元模型,基于二次开发采用拟静力法对土体循环软化效应进行模拟。通过有限元模型研究全直桩码头的承载特性与破坏模式,并探讨水平极限承载力的影响因素。研究表明水平荷载作用下,基桩的塑性破坏是结构失稳的控制因素,地基土体的承载力对结构水平极限承载力不起决定性作用;竖向荷载作用下,结构竖向极限承载力由地基土体强度决定。研究范围内入土深度对结构水平极限承载力影响不大,但桩壁厚度减小或考虑土体软化后,结构水平极限承载力明显降低。设计中,增加入土深度可有效减小土体软化引起的水平极限承载力降低程度,且应考虑结构腐蚀和土体软化对水平极限承载力的双重降低效应,为钢管桩预留足够的腐蚀富裕量。     

黏土地基上海洋平台桩靴峰值阻力上限分析

在自升式平台的预压载过程中，桩靴在层状地基上较易发生“穿刺”现象，很大程度上影响着平台的安全运行。准确地分析桩靴峰值阻力，避免平台桩靴发生“穿刺”是非常重要的。采用极限分析上限定理，合理构建运动许可速度场，从理论上推导了层状地基上桩靴峰值阻力的上限解答。为了进一步验证峰值阻力理论解答的准确性，采用ABAQUS有限元软件构建了“桩靴—弹塑性海床”的三维数值模型，对桩靴贯入海床的过程进行了数值模拟，分析桩靴周围土体的塑性变形演变规律，研究土体的破坏机理。研究结果表明：推导的桩靴峰值阻力上限解答，能够较好地计算层状地基极限承载能力，通过与离心机试验和数值结果对比，计算误差在18%以内；给出的运动许可速度场能够较好地反映桩靴周围土体破坏模式；桩靴阻力达到峰值时，下层软土中的土塞高度约为桩靴直径的0.2倍。     

秦山核电厂海堤工程土工织物应用实例分析

本文通过对近三年的渗压计、地表沉降板和分阶段现场十字板剪力试验等三项实测资料的反算,证明了它们各自推求的地基固结系数、固结度、最终沉降量及地基强度增值等参数能互相配合,资料可靠。同时,通过上述诸参数与设计采用值的比较分析,证实了用土工合成材料处理类似秦山核电厂的低矮海堤具有众多的优越性,处理方法合理可行。     

三桩筒型基础平台的结构和拖航稳性分析与应用

以渤海湾应用的典型三桩筒型基础为例,通过结构静力分析和拖航稳性分析,推导出结构浮运重量与吃水对应关系,为结构设计和浮运施工方案提供理论依据。现场施工证明了计算分析的正确性,并对渤海近年该典型结构海上成功应用实例进行介绍,以期开阔工程技术人员海上简易平台设计思路,为极浅海海洋工程技术提供有益参考。     

Performance of small group of geosynthetic-reinforced granular piles

Granular piles are frequently used as a method of improving soft grounds as they provide increased bearing capacity and reduce foundation settlements. However, in very soft clayey soils, they may not derive their load-carrying capacity by low confining pressure provided by the surrounding soil. In such circumstances, granular piles may be reinforced with suitable geosynthetic to increase its load-carrying capacity and to reduce excessive bulging. In this study, the performance of small group of geosynthetic-reinforced granular piles (GRGPs) is examined in terms of load-carrying capacity, settlement, and modulus by laboratory model tests. The parameters investigated include modulus of reinforcement material, area replacement ratio (ARR) based on the column diameter and reinforcement length. The results indicated that increasing the modulus of the reinforcement and the ARR based on the column diameter enhances the overall performance of the GRGP group. It was also observed that reinforcement on top portion of the granular pile is sufficient to substantially increase the load-carrying capacity of granular pile group.     

海底防沉板—桩复合基础承载特性数值分析

为了研究桩长对海底防沉板—桩复合基础在水平、弯矩和扭转荷载作用下承载特性的影响,以我国南海水深200 m的某工程实例为研究对象,利用Flac3D有限差分仿真软件建立了计算模型。研究了桩长为4 m、6 m和8 m的防沉板—桩复合基础在水平、弯矩和扭转荷载作用下的极限承载力和荷载传递机理。结果表明,桩长超过6 m时复合基础的水平承载力显著增长,在水平加载过程中,防沉板总是先达到极限状态而破坏,桩基础的贡献在加载后期体现,且桩长为4 m、8 m时,桩基础与防沉板的连接处弯矩最大;随着桩长的增加,复合基础的抗弯承载力大幅提高,桩基础对复合基础的抗弯承载力贡献增大,当桩长超过8 m,桩长的增加对提高复合基础的抗弯承载力意义不大;在弯矩加载过程中,桩长对于防沉板、桩基础的荷载分配有显著影响,桩长为4 m时,外荷载主要由防沉板承担,当桩长超过4 m时,外荷载主要由桩基础承担;当扭转荷载不超过2 100 k N·m时,防沉板承担主要荷载,直至防沉板达到极限状态而发生旋转,随后桩基础的承载力逐渐发挥;对于桩长为6 m、8 m的复合基础,其极限状态根据防沉板适用性准则确定。     

Driving behavior of stepped and tapered offshore piles due to hammer blows

Abstract

In this article, the drivability of stepped and tapered offshore piles with the same length and volume has been investigated under hammer blows. To justify the obtained results from field testing and numerical methods, this pile driving procedure has been analyzed and discussed with wave propagation mechanism. It will be shown that tapered pile can be confidently idealized as a number of prismatic segments connected rigidly to each other. This is an interesting finding that fully tapered or stepped piles have a better performance in pile driving and enable users to apply simple one dimensional numerical analysis for simulating pile drivability.     

Bearing capacity of semi-deep skirted foundations on clay using stress characteristics and finite element analyses

Semi-deep skirted foundations are now considered to be a viable foundation option for a variety of onshore and offshore applications. The capacity under combined vertical, horizontal, and moment loadings must be found to ensure their capability and stability. In this study, undrained bearing capacity subjected to vertical loading, as part of combined loading is determined through stress characteristics and finite element analyses. Circular skirted foundations with different soil strength and geometries considering embedment depth effects have been studied. Stress field, kinematic mechanism accompanying failure, and bearing capacity factors for various embedment ratios are investigated. Acquired vertical failure mechanism has demonstrated the transition from a general shear to a punch shear failure. Comparisons with different research works including conventional methods, upper and lower bound, finite element analyses, physical modeling, experimental, and centrifuge tests have indicated the underestimation of conventional approaches and accuracy of proposed methods in determining bearing capacity. Furthermore, differences between predicted bearing capacities and the results of this study increased with D/B ratio due to ignoring the significant role of skin friction in larger embedment circumference.     

冲刷作用下桩基承载能力分析

埕北地区海洋水动力环境复杂,在风、波浪、海流等环境因素作用下会引起海上构筑物周围的土体产生冲刷和淘蚀。采用有限元法对冲刷作用对桩基竖向承载力产生的影响进行分析,结果表明,当桩靴在表层粉土较厚(地层结构为厚层粉土—软弱粉质黏土型)的区域就位时,如果选择表层粉土层作为桩靴持力层,冲刷作用将对桩基承载能力产生显著的不利影响,造成持力层有效厚度的减小以及桩靴入土深度变浅,进而导致桩基承载力下降,造成桩脚额外贯入甚至引发刺穿失稳。     

临淄地区包气带及地下水中酚、氰化物的污染迁移机理

依据环境水文地质条件、污染源的状况和酚、氰化物对地下水长期污染状况,综合临淄地区现场资料对酚、氰化物的污染特性及迁移机理作初步研究。研究表明,淄河沿岸区和冲沟内砂砾石分布区是酚、氰化物进入地下水的主要通道,大气降水是促进酚、氰化物解吸迁移的主要因素。虽然目前研究区域内已无含酚、氰化物的污水直接排放,但吸附于较厚细颗粒包气带土层中的酚、氰化物还将在较长时间内存在并缓慢进入地下水中,其含量将会随时间的推移而呈减少趋势。     

深层搅拌法在超软弱港口地基上的工程应用

某港口堆场地基上部5．0m系吹填而成，地表下18m范围均属软土，经真空预压初级加固后地基承载力仅在80—90kPa，局部区域上部淤泥土层土性指标较差，含水量大于50％，地基承载力不足60kPa。为了使地基达到230kPa的承载要求，设计采用深层搅拌法加固超软弱地基。通过现场成桩工艺试验和检测表明，桩身水泥土强度在90d龄期时大于1．80MPa，单桩承载力标准值大于150kN，以φ600桩径、桩长13．5m、置换率为0．308和φ500桩径、桩长13．5m、置换率为0．267两种方案布置的复合地基承载力标准值均超过了230kPa的设计要求。试验结果表明，深层搅拌法在港口超软弱地基土应用只要施工工艺适当，完全可以使地基承载力提高2—3．5倍以土，从而节省大量的工程投资。     

海工结构物桩基础竖向稳定性的可靠度分析

应用可靠度理论对渤海海域中海工结构物桩基础的稳定性进行了可靠度分析,阐述了各个设计指标的变化对分项系数及可靠度指标的影响规律,并进一步对各指标的灵敏度进行比较分析。分析结果表明,在各个设计参数中,厚土层的强度指标和设计荷载是两个相对重要的参数,在渤海海域中应用API标准中规定的荷载抗力系数进行设计是适用的。