桩基础在无限层地基中的轴向地震反应分析

本文对无限层弹性地基中单桩基础通过特性分析建立了合理的软科学模型，按分层弹性地基土模型对桩进行动力分析，给出了桩基础轴向自振特性及在竖向地震载荷与动力载荷作用了强迫反应的解析解，文中的解析公式为无限层弹性地基中的单桩基础轴向地震反应分析提供了一种新的解析方法。     

桩基础在分层弹性地基场地土扭转波作用下的扭转地震反应分析

本文对分层弹性地基中单桩基础通过特征分析，建立了合理的力学模型，按分层弹性地基土模型对桩进行扭转振动分析，给出了桩基础扭转自振特性及在扭转地震载荷与扭转振动载荷作用下的强迫反应解析解，文中的解析公式为分层弹性地基中的桩基础扭转地震反应分析提供了一种新的解析方法。     

桩基础在阻尼与分层弹性地基场地土波动影响下的横向地震反…

本文对分层弹性地基中单桩基础按Ｗｉｎｋｌｅｒ（温克尔）地基土模型，通过特性分析，建立了合理的力学模型，经过动力分析，给出了桩基础横和自振特性及其横向动力与地震荷作用下强迫反应的解析解，文中的解析公式为分层弹性地基中单桩基础在横向动力与地震载荷作用下的动力反应分析提供了一种解析。     

在常轴力与阻尼力作用及地基波动影响下桩的横向地震反应分析

本文对分层弹性地基中单桩基础按Ｗｉｎｋｌｅｒ（温克尔）地基土模型，通过特性分析，建立了合理的力学模型，经过动力分析，给出了桩基础横向自振特性及在常轴力与横向地震载荷作用下强迫反应的解析解，文中的解析公式为具有常轴力和横向地震载荷作用的无限层弹性地基中桩基础的动力反应分析提供了一种新的解析方法。     

无限层地基中桩基础的扭转地震反应分析

对分层弹性地基中的单桩基础通过特性分析建立了合理的力学模型，按分层弹性地基土模型对柱进行了扭转振动分析，给出了桩基础扭转自振特征及在扭转地震载荷与扭转振动载荷作用下的强迫反应解析解，文中的解析公式为分层弹性地基中的桩基础扭转动力反应分析提供了一种新的解析方法。     

单桩基础在无限层地基中的横向地震反应分析

本文通过对分层弹性地基中单桩基础按Ｗｉｎｋｌｅｒ（温克尔）地基土模型特性分析，建立了合理的力学模型。通过动力分析，给出了桩基础横向自振特性及在横向动力与地震载荷作用下强迫反应的解析解。文中的解析公式为分层弹性地基中单桩基础在横向动力与地震载荷作用下的动力反应分析提供了一种新的解析方法。     

无限层弹性地基中常轴力桩基的地震反应分析

根据Ｗｉｎｋｌｅｒ地基模型，对桩基础通过特性分析建立了合理的力学模型。在动力分析的基础上，给出了桩基础横向自振特性及在常轴力与横向地震载荷作用下的强迫反应解析解。文中的解析公式为桩基础动力分析提供了一种新的解析方法。     

常轴力桩横向动力反应分析

按Ｗｉｎｋｌｅｒ（温克尔）分层地基土模型，通过特性分析对分层地基中桩基础建立了合理的力学模型，通过动力分析给出了横向振动反应的解析解，为桩基础的横向动力分析提供了一个新的解析方法。     

桩基础在阻尼与分层弹性地基场地土波动影响下的横向地震反应分析

本文对分层弹性地基中单桩基础按Winkler(温克尔)地基土模型,通过特性分析,建立了合理的力学模型,经过动力分析,给出了桩基础横向自振特性及在横向动力与地震载荷作用下强迫反应的解析解,文中的解析公式为分层弹性地基中单桩基础在横向动力与地震载荷作用下的动力反应分析提供了一种新的解析方法。     

端承桩在分层地基中的横向地震反应分析

本文对分层弹性地基中端承桩基础按Ｗｉｎｋｌｅｒ（温克尔）地基土模型，通过特性分析，建立了合理的力学模型，经过动力分析，给出了端承桩基础横向自由振动特性及在横向动力载荷与地震载荷作用下强迫反应的解析解。文中的解析公式为分层弹性地基中端承桩基础在横向动力载荷与地震载荷作用下的动力反应分析，提供了一种新的解析方法。     

基于动力BNWF法的冻土-桩相互作用模型研究

基于水平循环荷载作用下不同负温冻土环境中单桩动力特性模型试验结果,在已有分析桩-土-结构相互作用的动力BNWF模型的基础上,提出改进的冻土-桩基动力相互作用非线性反应分析模型。在该模型中,利用改进的双向无拉力多段屈服弹簧考虑桩侧冻土的水平非线性力学特性,同时兼顾桩侧与冻土间的竖向非线性摩擦效应、桩尖土的挤压与分离作用以及远场土体阻尼对桩基动力特性的影响。其中桩侧水平多段屈服弹簧参数根据冻土非线性p-y关系获得,该关系曲线以三次函数曲线段及常值函数段共同模拟,并由室内冻土压缩试验结果确定。最后基于改进的动力BNWF模型,提取动位移荷载作用下该桩顶力-位移滞回曲线及桩身不同埋深处的弯矩动响应数值分析结果,并与相应的模型试验结果对比,二者具有较好的拟合度,表明本文所提出的改进模型在分析冻土-桩动力相互作用时有较好的适用性。     

桩-液化土相互作用p-y关系分析

基于多工况的桩-液化土体动力相互作用振动台试验,研究地震荷载作用下液化土层中桩土间侧向相互作用力p与桩身和土体间侧向相对位移y之间的关系。将试验得到的实际p-y曲线与采用拟静力法和以API规范为基础的折减系数法计算出的p-y曲线进行对比,结果表明:(1)液化土层中试验得到的桩真实p-y响应及由拟静力法和折减系数法得到的结果都呈非线性变化,三者极限状态有接近一致的趋势,但变化过程差异明显;(2)采用拟静力法和折减系数法都会使液化土层桩基础侧向反力迅速增长,很快达到屈服极限,远远超过实际情况,会导致相当保守的结果;(3)液化进程中控制桩p-y响应的是土体位移而非惯性力,因而拟静力法和折减系数法的原理不适合桩-液化土体动力相互作用分析,不能用于液化土层中桩基础地震响应的计算。     

PCC桩水平承载特性足尺模型试验与数值模拟

通过进行大型模型槽足尺模型试验,根据桩身变形和柱身弯矩的试验结果,分析了水平荷载作用下现浇混凝土大直径管桩（以下简称PCC桩）的水平承栽特性和桩-土共同作用性状。采用大型通用有限元软件ABAQUS对PCC桩的水平承载特性进行了数值模拟,计算结果与试验结果符合得较好,并进一步探讨了PCC桩水平承载特性的主要影响因素。结果表明：表层土体的弹性模量对水平受力性状影响较大,表层土体的厚度对桩身水平位移也有较大影响,因此可以通过改良表层土体来控制桩身水平位移,以达到工程设计要求;土体强度参数对水平承载特性也有影响,尤其是内摩擦角和粘聚力较小时更为明显。     

Pile group response to liquefaction-induced lateral spreading: E-Defense large shake table test

This paper presents the results of a large-scale shake table test at E-Defense facility on a pile group located adjacent to a gravity-type quay wall and were subjected to liquefaction-induced large ground displacements. Extensive liquefaction-induced large ground lateral spreading displaced the quay wall about 2.2 m and damaged the pile foundation. The pile foundation consisted of a six-pile group which supported a footing and a superstructure model. Large lateral soil displacements were measured by several sensors such as inclinometers and the results favorably agreed with the directly observed deformations. Soil lateral displacement decreased as the distance from the quay wall increased landward. The piles were densely instrumented and the measured bending strain records were able to explain the damage to the piles. Lateral pressures of the liquefied soil exerted on the piles were measured using earth pressure (EP) sensors. The application of two design guidelines (JRA [1] and JSWA [2]) for estimation of liquefaction-induced lateral pressure on piles is discussed and their advantages and shortcomings are addressed. Furthermore, two simplified methods (Shamoto et al. [3] and Valsamis et al. [4]) are employed to predict the extent of liquefaction-induced large ground displacements and they are compared to the measured deformations. Finally, their accuracy for predicting the liquefaction-induced lateral displacements is evaluated and practical recommendations are made.     

砂土中单桩基础冲刷的修正应变楔计算

由冲刷引起的深水结构物桩基础周围土体损失致使基础水平承载性能下降的问题越发受到重视。应变楔方法假设桩前土体抵抗为三维楔形体,其尺寸发展与楔形体区域土体发挥的内摩擦角有关,从而得到水平受荷桩的p-y曲线。本文对应变楔方法进行修正和拓展,建立非线性位移假设以考虑桩前楔形体区域土体应变沿深度的非均匀分布,将冲刷坑底以上土体的有效自重作用等效为竖向荷载,对楔形体的深度进行修正,以解决楔形体方法只适用于地表水平的情况,得到砂土中单桩基础冲刷的修正应变楔计算方法;并通过与模型试验及三维有限元分析的对比来验证该方法的合理性。分析结果表明:冲刷深度增加会显著降低桩基水平承载性能,冲刷深度3.2D和6.4D情况下的桩顶位移比平均值分别趋近于1.8和3.0;相比有限元方法,本文修正SW方法计算的p-y曲线结果与实测结果更为接近。     

Numerical analysis of nonlinear soil–pile group interaction under lateral loads

A nonlinear p–y element was provided which can simply model the behavior of a pile group foundation subjected to lateral loading. Its elasto-plastic side soil is expressed as a Winkler-type distributed model. Despite the simplification involved in modeling such a complex phenomenon the proposed nonlinear soil model can reproduce the system behavior as computed by more rigorous 3D finite element methods. The numerical results are also compared with those from available physical model data to confirm that our simulations can predict the behavior of pile groups with good accuracy.     

Cyclic behavior of laterally loaded concrete piles embedded into cohesive soil

Modern seismic design codes stipulate that the response analysis should be conducted by considering the complete structural system including superstructure, foundation, and ground. However, for the development of seismic response analysis method for a complete structural system, it is first imperative to clarify the behavior of the soil and piles during earthquakes. In this study, full‐scale monotonic and reversed cyclic lateral loading tests were carried out on concrete piles embedded into the ground. The test piles were hollow, precast, prestressed concrete piles with an outer diameter of 300 mm and a thickness of 60 mm. The test piles were 26 m long. Three‐dimensional (3D) finite element analysis was then performed to study the behavior of the experimental specimens analytically. The study revealed that the lateral load‐carrying capacity of the piles degrades when subjected to cyclic loading compared with monotonic loading. The effect of the use of an interface element between the soil and pile surface in the analysis was also investigated. With proper consideration of the constitutive models of soil and pile, an interface element between the pile surface and the soil, and the degradation of soil stiffness under cyclic loading, a 3D analysis was found to simulate well the actual behavior of pile and soil. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于OpenSees的桩-土-桥墩相互作用非线性数值分析模型

基于OpenSees数值分析平台,建立了群桩-土-桥墩非线性数值分析模型。模型中桩-土水平向相互作用和桩-土竖向相互作用、桩底-土竖向相互作用分别通过p-y、t-z与q-z零长度弹簧单元模拟。模型中同时考虑了群桩效应与纵筋在墩底的应变渗透和粘结滑移的影响。结合群桩基础拟静力试验结果,对数值模型的准确性进行了验证,在此基础上对土体参数特性对桩基滞回性能的影响规律进行了分析。结果表明:所建立的数值分析模型可对群桩基础滞回曲线和骨架曲线进行较为准确的模拟分析,验证了模型的可靠性。反复荷载作用下,前桩处土体的反应明显大于中桩处;土体由软黏土变为硬黏土时,墩顶侧向承载力与刚度显著增加,但土体的非线性反应减弱。