碎石桩加固液化粉土地基的数值模拟分析

碎石桩是目前工程中用于处理饱和粉土液化地基最有效、最经济、最普遍的方式之一,但是饱和粉土地基上碎石桩的抗震液化特性还有待于进一步研究。本文利用三维有限差分程序FLAC3D结合安徽某高速公路路基工程对碎石桩加固后的粉土地基的抗震液化特性进行数值分析。通过研究不同埋深距离碎石桩中心不同距离处的孔压增长、消散规律,得到高烈度地震荷载作用下碎石桩加固饱和粉土地基的合理桩间距及加固深度,为类似工程提供了借鉴。     

碎石桩加固饱和粉土地基的抗液化特性

除饱和砂土液化外,饱和粉土地震液化问题也是岩土地震工程中一个重要的研究课题。饱和粉土地基的地震液化及变形可以采用多种地基加固方法防治,碎石桩技术是常用方法之一。碎石桩复合地基的抗液化效应,主要是增加桩周土体的密度、利于桩体的排水以及由桩体分担地震水平剪应力（桩体减震作用）。但由于粉土的土质特性,粉土-碎石桩复合地基的抗液化特性与砂土有着明显的差异。本文结合目前国内外碎石桩复合地基抗液化研究的最新进展,对粉土-碎石桩的密实、排水减压和减震作用做了较详细的评述,最后提出了关于碎石柱复合地基抗液化特性需要进一步研究的问题。     

碎石桩—黄土复合地基的抗液化性状数值分析

用二维有限元方法对碎石桩－黄土复合地基的抗液化性状进行了计算和分析，为在黄土地区开展碎石桩处理方法提供了理论依据。     

碎石桩处理液化地基效果评价

本文在考虑碎石桩排水和应力集中作用的基础上分析了碎石桩处理液化地基后复合地基的抗液化能力,并与自由场液化地基的抗液化能力进行了对比,提出了一种适用于碎石桩复合地基修正“Seed简化法”,可应用标准贯入试验对液化地基的处理效果进行评价。     

碎石桩加固液化场地高桩码头抗震性能分析

针对经典离心机振动台试验,构建液化场地高桩码头三维数值模型,并验证数值模型的正确性。在此基础上,系统研究加固区距码头的距离、碎石桩直径和长度等参数对液化场地高桩码头加固效果的影响,揭示了不同加固参数下液化场地高桩码头变形受力规律。研究发现：液化场地高桩码头抗震性能与这些参数呈正相关,并且大直径和长尺寸碎石桩可以有效地控制地震过程中高桩码头的水平位移和桩身弯矩。研究工作对液化场地高桩码头地基加固具有重要借鉴意义。     

碎石桩复合地基振动响应试验分析

采用激振法和衰减测试对碎石桩复合地基块体振动响应进行现场试验，分析了该复合地基在不同激振方式下的振动反应规律，提出了碎石桩复合地基抗压、抗弯、抗剪刚度系数线性关系。同时通过试验对比，分析了自由振动与强迫振动两种测试方法对于碎石桩复合地基测试结果的适宜性，这对复合地基的理论研究及动力基础的天然地基的设计、试验和研究都具有实际意义。     

CFG桩复合地基桩土应力比分析

根据工程软弱土层进行复合地基处理后的静载荷试验结果,对CFG桩、桩间土荷载分担及桩土应力比随外荷载的变化规律进行了分析,提出了本次试验的极限桩土应力比。这些试验结果和分析结论对指导西南地区软弱土地基处理与加固有一定的参考价值。     

地基液化导致沉箱码头破坏及地基加固方法的非线性数值分析

地震作用引发的地基液化,往往导致沉箱基础的破坏。本文基于Biot两相饱和多孔介质动力耦合理论,采用FE-FD耦合数值分析方法,对液化海床沉箱基础的地震反应进行非线性有效应力分析。在数值分析过程中,建立了以土骨架位移和超静孔隙水压力表达的us-pw动力固结方程和循环弹塑性本构模型,该方法能够很好地模拟地震作用下沉箱码头的动力特性及液化破坏的影响。通过数值模拟计算,分析了采用碎石桩进行置换砂区域的防液化加固方法,并就碎石桩处理区域的选择提出了建议。     

套管排水桩处理可液化地基的数值分析

新型套管排水桩技术的原理是将排水盲沟与桩结合起来,排水盲沟提供了桩周的排水通道,在地震发生时,可以有效降低桩周土体产生的超孔隙水压力,达到抗液化的目的。开展了套管桩与不设置排水盲沟的普通桩的静动力数值模拟,结果表明:套管桩的复合地基承载力与等直径普通桩的承载力接近,排水盲沟的设置没有减弱桩的承载能力,在地震作用下,套管桩的排水盲沟可以有效降低桩周产生的超孔隙水压力,提高桩周土体的有效应力,达到地基抗液化的目的。     

分层液化土中桩基侧向动力反应机理的试验研究

饱和砂土中的桩基侧向动力响应研究一直是岩土工程界与地震工程领域关注的热点,尤其是群桩侧向动力响应机制是需要重点研究的课题之一。基于振动台试验,通过输入2种不同的波形,采用FBG光栅传感系统对饱和砂土中的单桩与群桩侧向动力响应特性和典型测试点的桩土动力p—y滞洄曲线进行研究。研究结果表明：振动初期,单桩和群桩试验孔压增长不大,随后单桩孔压迅速上升,振动后期逐渐下降至0.5,而群桩孔压则上升缓慢;单桩试验土表加速度在振动初期逐步升高后又迅速降低,且加速度放大值略大于台面加速度值,群桩试验土表加速度在振动初期逐渐升高时就达到了最大,且随着孔压比的升高,加速度没有继续放大,而是逐渐减小,直到后期与单桩试验土表加速度重合;饱和砂土液化对单桩承台加速度和位移的影响较大,群桩承台侧向动力响应对液化的敏感程度略低于单桩承台;在振动输入和承台输入相同的条件下,液化后的群桩基础比单桩基础能更好地抵抗侧向力的作用。     

液化场地桥梁群桩基抗震分析简化方法

基于已完成的液化场地土—桩—桥梁结构地震相互作用振动台试验,利用两步法、等效单桩法,建立了液化场地群桩基础抗震分析的动力非线性文克尔地基梁模型。该模型考虑了桩—土相互作用的影响。首先,按照等刚度原则将群桩简化为等效单桩;其次,选用弹簧元件和阻尼原件并联的宏单元模拟桩—土动力相互作用;然后,计算地震作用下自由场地的土体位移和孔压比;最后,将地震作用下自由场地土体位移和孔压比作为模型的外部激励,计算桩的动力反应规律。将简化方法计算结果与液化场地桥梁桩基振动台试验结果进行对比发现,两者吻合较好,验证了简化方法的正确性。     

浆固碎石桩单桩轴向荷载传递分析

浆固碎石柱是一种新型的桩基技术,已成功应用于铁路、高速公路等工程中。但由于浆固区的存在,浆固碎石桩荷载传递机理的复杂性制约了其发展和工程应用。荷载传递分析法是桩荷载传递机理分析的重要方法之一。本文采用线性弹塑性和双折线传递函数,分别模拟桩侧土体的非线性和桩端土的硬化特性,同时考虑浆固区存在对桩荷载传递的影响,推导出一种浆固碎石桩单桩荷载传递分析方法。最后,通过对工程实例进行计算,验证了本文计算方法的实用性。结果表明,浆固碎石桩除具有一般刚性桩的桩体置换作用外,浆固区的存在对提高浆固碎石柱承载力、减小沉降量也有着重要作用。     

锚杆抗滑桩加固边坡工程动力稳定性分析

锚杆抗滑桩加固边坡具有良好的抗震性能,目前这方面的研究资料还不多。结合大理西站边坡工程,应用拟静力法、时程分析法以及新近提出的有限元强度折减动力分析法对锚杆抗滑桩加固边坡进行动力稳定性分析。本文描述不同方法的计算特点和计算过程,比较不同的计算方法的异同点,分析锚杆抗滑桩的抗震性能与边坡的动力稳定性,以确保工程安全。研究成果可供类似工程设计参考。     

可液化场地桥梁桩基改进m值法研究

为了合理分析可液化场地桥梁桩基侧向承载力进行了改进m值法的研究。基于振动台试验和m值法,建立了桩-土相互作用体系有限元分析模型;引入反映可液化砂层侧向承载力衰减状态的孔压比指标值Ru;将不同时刻对应墩顶配重惯性力作为体系外部激励施加于墩顶;通过不断试算液化过程中砂土的m值,保证桩的弯矩计算值与试验值吻合较好。建立了考虑孔压比效应的砂土m值衰减因子p与Ru之间关系式。最后,推荐给出可液化场地桥梁桩基侧向承载性能分析的改进m值法。     

考虑碎石桩排水能力复合地基中孔压长消解析解

由于地震作用时间较短,且碎石桩渗透能力和土体渗透能力相比并不是无限大,因此本文考虑碎石桩排水能力研究了碎石桩桩体材料由地震引起的孔压的长消规律。根据比奥固结理论综合考虑碎石桩的排水能力和相应的初始条件及边界条件,推导出了能够真实反映碎石桩排水减压作用在地震期超孔隙水压力产生、扩散、消散过程中的贡献作用的一般解析解公式。同时讨论了碎石桩渗透能力的不同对抗震液化的影响作用。     

PHC管桩单桩振动台试验与数值模拟对比分析

利用振动台对PHC管桩进行单桩承台模型试验;同时将土体PHC管桩-上部结构视为共同工作整体,建立三维有限元模型,再以ABAQUS软件为计算平台,对单桩试验工况下的地震反应进行数值模拟计算,并将试验结果与数值模拟计算结果进行对比分析。结果表明：数值模拟和振动台模型试验基本吻合,两者得到的地震反应影响体现出相似的规律性,印证了模型试验的可靠性和数值模型的合理性。     

钢筋混凝土预制拼装柱扭转力学性能数值模拟与参数分析

采用ABAQUS大型有限元分析软件开展预制拼装柱扭转力学性能数值模拟及参数分析,研究了轴压比、灌浆套筒位置及长度、预制构件拼接缝界面黏结强度对灌浆套筒连接中柱抗扭性能的影响。研究结果表明：轴压比会显著影响预制拼装柱抗扭承载力和变形,而灌浆套筒位置和长度对预制拼装柱抗扭力学性能的影响不明显;预制构件拼接缝界面黏结强度显著影响预制拼装柱抗扭性能。基于预制拼装构件和现浇构件力学性能的对比分析,提出了轴向荷载和扭矩共同作用下灌浆套筒连接预制拼装柱抗扭承载力设计方法。     

浆固碎石桩成桩注浆渗透影响分析

浆固碎石桩作为一种新型软土地基处理技术,其主要通过注浆改善桩体的加固效果,同时通过浆体渗透来改善桩周土体的物理力学性质,从而减小浆固碎石桩复合地基沉降。针对浆体对桩周土体的渗透作用,按照平面轴对称问题,推导出注浆渗透影响范围的计算方法和浆固区压缩模量计算公式,并通过室内模型试验研究,验证了浆固区压缩模量计算公式的正确性。随后,利用数值计算分析,对浆固区影响范围进行量化分析,并通过数值拟合得到了考虑注浆渗透影响的桩体等效半径计算公式。所得结果对工程设计具有重要的指导意义。