湛江组结构性黏土触变性对群桩承载力时效性的影响

对7套不同桩材、桩间距、桩长的模型群桩基础进行不同休止时间(0d、7d、14d、28d、60d、90d)的桩周土十字板剪切试验和桩基静载试验,探究桩周土抗剪强度和桩基承载力随休止时间的变化,揭示湛江组结构性黏土触变性对群桩承载力时效性的影响规律。结果表明:湛江组结构性黏土的抗剪强度随休止时间增加而增长,相同休止时间情况下,桩周土触变强度比率随桩材弹性模量、桩间距、桩长的增大而减小;群桩的荷载沉降曲线呈明显的陡降型,具有明确的破坏荷载,群桩的极限承载力具有明显的实效性,相同休止时间情况下,极限承载力随桩材弹性模量、桩长和桩间距增大而增大;桩基承载力时效性系数与桩材、桩间距和桩长有关,相同休止时间情况下,桩材弹性模量和桩间距越小,承载力时效性系数越大,桩长越长时,承载力时效性系数越小;湛江组结构性黏土触变强度比率与桩基承载力时效性系数呈对数函数关系。     

基于触变效应的湛江组结构性黏土单桩模型试验

基于湛江某桩基工程的实际, 利用自制的模型箱装置对湛江组结构性黏土中不同桩长、桩径的9 组模型桩在不同休止龄期的承载性状进行研究, 分别测定模型桩应变、沉降, 同时对模型桩的桩周土进行十字板剪切试验以便测定其抗剪强度, 探寻湛江组结构性黏土触变性与单桩时效性的量化关系。结果表明: 不同桩长、桩径的模型桩极限承载力及桩周土的抗剪强度和触变强度比率随着休止龄期的增加均表现出增长的趋势, 且前期增长快, 后期增长慢; 模型桩极限承载力增长幅度与桩周土强度恢复幅度呈正相关, 土体的触变性越强, 单桩的时效性越明显。     

竖向荷载对黏土地基中单桩水平受荷性能的影响

为了研究正常固结土(NC)和超固结土(OC)中,竖向荷载作用后,允许土体固结和超静孔压消散的条件下,桩体的水平静、循环受荷性能,开展8组离心模型试验.基于试验结果,开展三维有限元模拟(FEA),揭示竖向荷载对桩体水平受荷性能的影响机理,分析不同竖向荷载作用下,桩体水平初始刚度和极限承载力的变化规律.结果表明,在正常固结土中,施加竖向工作荷载,并允许土体孔压消散,减少了土体的初始应力比,增加了可发挥的土体不排水抗剪强度,提高10%的桩基水平极限承载力和50%的初始桩头刚度;在超固结土中,施加竖向荷载,增加了土体的初始应力比,减少了可发挥的土体不排水抗剪强度,降低了13%桩基的水平静极限承载力和33%的初始桩头刚度.     

考虑软黏土流变效应的静压桩长期承载力计算方法

针对软黏土流变效应引起土体的体积压密,使其强度随时间逐渐提高,从而软黏土中的静压桩在桩周超孔隙水压力消散后承载力仍持续增长的问题,在考虑静压桩的沉桩效应和桩周土初始固结的基础上,采用双曲线型函数描述桩侧和桩端的荷载传递特性,结合荷载传递法推导承载条件下桩周土的应力状态.在此基础上,根据流变模型和桩周土体的受力状态,采用拟似超固结比的变化模拟桩周土体的流变行为,分析桩周土体长期流变过程中力学特性的变化规律,提出软黏土中静压桩长期承载力的理论预测方法.通过现场静载荷试验对本文解答进行验证,研究软黏土中静压桩长期承载力随时间的变化规律,并探讨土体参数对静压桩长期承载力的影响.结果表明:软黏土中静压桩承载力的长期时效性主要来源于桩身下部侧摩阻力随桩周土流变的发展,承载力在流变初期增长迅速,随流变时间发展速率逐渐变缓,且流变系数和回弹系数越大的土层中承载力的增长较为显著.该计算方法可为上部结构拆除后旧桩的承载力确定及其再利用提供参考.     

某住宅楼桩基承载力不足原因分析

结合某住宅楼工程混凝土灌注桩承载力检测试验结果,采用数值计算方法分析了桩基承载力不足的原因,讨论了桩基承载力的主要影响因素,包括桩身材料性质、桩土间摩擦性质、桩周土体性质以及持力层土体性质等,分别分析了它们对桩Q-S曲线的影响规律。结果表明:对桩承载力的诸多影响因素中,混凝土桩身强度以及持力层强度是影响单桩承载力的主要因素,桩身弹性模量减小为原来的1/100、持力土层模量减小为原来的1/6分别会使桩受荷后增加15倍、6倍的沉降量。     

桩周土开挖条件下桩基础屈曲稳定性分析

利用桩基础支撑既有建筑,下方开挖土方施工地下室是一种既有建筑地下增层的有效方法。随着桩周土的开挖,桩基础的稳定性会降低。文章利用ANSYS程序建立桩的二维有限元模型,桩周土用弹簧单元模拟,其线刚度用m法取值,通过特征值分析和非线性加载可分别获得桩基承载力的上限、桩基承载力的极限荷载和失稳时的变形曲线。结果表明:桩顶为自由端的桩基础,随着桩周土开挖深度的增加,其稳定性系数明显降低;相同开挖条件下,桩周土的m值和桩基截面边长越小,其桩基的稳定性系数越小;桩顶或桩身设置水平约束构件后,有效减小了计算长度,其稳定性系数比桩顶为自由端的桩基础提高了1.2~2.9倍,且开挖深度越深、桩周土m值越小,其效果提高的越明显。     

三剪统一强度准则在碎石桩复合地基承载特性分析中的应用

对桩身和桩周土分别采用实心圆柱体模型和柱形孔扩张模型,根据桩土间的应力传递及变形协调条件,利用三剪统一强度准则对碎石桩复合地基的承载特性作了分析。导出了碎石桩复合地基桩土应力比、碎石桩及复合地基极限承载力计算式。实例计算表明:碎石桩复合地基的桩土应力比随置换率的增大和桩周土变形模量的增大而减小,单桩极限承载力和复合地基极限承载力还随三剪统一强度准则中主应力效应参数增大而增大;计算结果与实测资料比较吻合表明本文所提方法有一定的合理性。     

装配式槽钢组合梁中开孔钢板连接件力学性能

为研究新型装配式双拼槽钢-混凝土组合梁中开孔钢板剪力连接件(PSP剪力连接件)的力学性能,设计7组标准试件并开展推出试验,对比分析不同参数PSP剪力连接件的受剪承载力和破坏模式。利用ABAQUS非线性有限元模型对PSP剪力连接件的破坏模式和受力机制进行数值模拟,并与试验结果对比验证计算结果的可靠性。在此基础上,进一步分析开孔钢板厚度、开孔直径、混凝土强度、穿孔钢筋及连接件间距对PSP剪力连接件力学性能的影响。结果表明：除10 mm厚度的PSP剪力连接件外,所有4 mm与6 mm厚度的PSP剪力连接件均发生明显弯曲变形,试件破坏时连接件周围混凝土均出现斜向裂缝;开孔直径和穿孔钢筋对受剪承载力和抗剪刚度影响较小,而增加开孔钢板厚度、混凝土强度能提高剪力连接件受剪承载力和抗剪刚度;对于双排PSP剪力连接件,增大连接件间距能够显著提高单排PSP剪力连接件平均承载力,当间距为250 mm时,单排平均承载力达到单个PSP剪力连接件的91.2%。根据试验及有限元荷载滑移曲线提出装配式双拼槽钢-混凝土组合梁中单个PSP连接件荷载滑移曲线计算公式,为装配式双拼槽钢混组合梁的设计提供参考。     

影响桩基承载力及沉降因素的灰关联分析

以土力学及弹性理论为基础，推导出了单桩荷载－沉降曲线的关系式。在此基础上利用灰色理论对影响桩基承载力及沉降的因素进行了灰关联分析。同时指出采用石灰桩、碎石桩等对桩周土进行加固，能有效地提高单桩载力及降低桩基沉降。     

铁盐调理联合真空预压法填埋污泥排水加固试验

针对目前中国多地污泥填埋库库容已严重不足的现状,为恢复库容并加固坑体,采用FeCl_3对上海某污泥填埋库区的填埋污泥进行调理改性,并进行真空预压排水加固试验.试验过程中,对污泥的累计排水量、累计沉降量进行记录,试验后分别进行含水率、十字板剪切强度和压汞试验.结果表明:直接采用真空预压法对原状污泥进行深度脱水的效果有限,经FeCl_3调理改性后污泥脱水性能改善,排水速率加快,排水量增加,试验后平均含水率由75.8%降至66.6%;真空预压后污泥的含水率和抗剪强度分布不均,越靠近排水板变化越大,含水率沿径向和深度方向逐渐增大,抗剪强度沿着径向和深度方向逐渐减小;调理污泥在真空预压后,孔径主要分布在200～100 000 nm,小孔占比最高,其次是中孔,且离排水板越近,大孔越多,微孔越少;调理后污泥含水率和体积分别减小了9.2%和28.8%,强度提升了10倍.表明铁盐联合真空预压对污泥处理效果较好,可从优化药剂组合和真空预压工艺参数两方面进一步提升脱水减容效果.     

钢渣桩在湿陷性黄土地基中的应用探讨

通过钢渣桩在湿陷性黄土中的静荷载试验、土压力调试等试验结果的基础上，对钢渣桩复合地基、桩间土和钢渣单桩的p-s曲线以及其各自的承载力和相应的沉降量进行了分析，探讨了附加应力沿深度变化规律；研究了桩间土承载力、桩土应力比和桩土荷载比的变化规律，对钢渣单桩和碎石柱以及钢渣桩复合地基和石灰粉煤灰桩复合地基等的承载力特性进行了对比分析；对单桩施工影响范围和施工时地基隆起量进行了观测．     

钢渣桩在湿陷性黄土地基中的应用探讨

通过钢渣桩在湿陷性黄土中的静荷载试验、土压力测试等试验结果的基础上,对钢渣桩复合地基、桩间土和钢渣单桩的p-s曲线以及其各自的承载力和相应的沉降量进行了分析,探讨了附加应力沿深度变化规律;研究了桩间土承载力、桩土应力比和桩土荷载比的变化规律,对钢渣单桩和碎石桩以及钢渣桩复合地基和石灰粉煤灰桩复合地基等的承载力特性进行了对比分析;对单桩施工影响范围和施工时地基隆起量进行了观测。     

温度影响下能量桩-土接触面剪切特性试验研究

能量桩工作过程中,桩体受温度变化影响会产生热变形,进而引起桩周土体的循环剪切作用,弱化地基承载力,给桩基的正常使用带来风险。由于传统直剪仪无法模拟能量桩工作过程中的温度变化,因此对桩-土接触面力学特性受温度影响的变化规律研究较少。对传统直剪仪进行改造,使其可以改变剪切试样温度;所用土体从重庆某施工现场取样,开展不同温度变化下桩-土接触面的室内土工直剪试验,分析单次温度变化和循环温度变化对桩-土接触面力学性能的影响,并对温度影响下桩-土接触面力学特性与土体力学特性的差异进行比较。结果表明,能量桩-土接触面的抗剪强度受温度影响较大;随着温度的升高,能量桩-土界面摩擦角和黏聚力先减小后增大;低法向应力下温度循环对桩-土接触面力学特性影响较大,而高法向应力下温度循环对桩-土接触面力学特性影响不显著;土体的抗剪强度、黏聚力和摩擦角随温度变化规律与桩-土界面类似。     

饱和黏土中静压桩桩周土体强度时效性分析

天然饱和黏土中静压桩在沉桩过程中对土体造成巨大的挤压,致使桩周土体产生较高的超孔隙水压力,沉桩结束后随着桩周土体的逐渐固结,土体强度表现出明显的时效性.为研究饱和黏土中静压桩沉桩后桩周土体强度的变化规律,基于K0-MCC模型并考虑了土体初始各向异性与诱发各向异性对桩周土体强度的影响,推导出柱孔不排水扩张后桩周土体应力及超孔压的解答,并根据轴对称固结理论推导了静压桩桩周孔压消散的理论解答.在此基础上,考虑桩周土体在固结过程中的松弛效应,对沉桩结束后桩周土体强度的时变效应进行了解析,并通过离心机模型试验验证了该解答的合理性.结果表明,该解答能够较为合理地预测沉桩结束后桩周土体强度与超孔压的变化规律,而土体超固结比、静止侧压力系数和土体有效内摩擦角等因素对桩周土体强度变化存在一定的影响.饱和黏土中静压桩的承载力具有时效性,静压桩周土体强度时变规律的解答能够为静压桩时变承载力的计算提供理论依据,具有重要的现实与科学意义.     

软土地基中组合桩承载性状试验研究

为掌握组合桩(钢筋混凝土桩插入水泥土搅拌桩复合而成的桩)的荷载传递机理、破坏模式和竖向承载力特性,通过对3根14 m长桩的载荷试验和桩身应变的测量,分析了桩身轴力的分布和桩周的侧摩阻力分布及影响组合桩承载力因素.试验得到了组合桩的Q-S曲线、S-logt曲线、桩的极限承载力;试验表明混凝土桩的插入改变竖向荷载的传递规律,形成了从混凝土桩到水泥土再到土的传递模式,更有效地发挥了桩周的侧摩阻力;水泥土的固化效应、混凝土桩的挤土效应和混凝土桩的荷载传递是组合桩高承载力的主要来源.组合桩具有较高的单桩竖向承载力且造价低,在软土地基工程中具有广泛的应用价值.     

某热电厂工程CFG桩原体试验分析研究

原体试验是检验地基处理方法对场地条件的适应性、实际效果和优化桩设计的重要手段.通过对试桩的桩身完整性、单桩承载力、桩体试块强度、桩间土承载力、复合地基承载力等的试验分析,比较了地基处理前后地基土工程指标变化、承载力理论计算值与实际测试结果的差异,研究了复合地基桩土应力变化关系,验证了复合地基处理方案的可行性,为工程桩优化设计提供了依据.     

回填红粘土地层微型CFG桩复合地基现场足尺试验

为了获得广西桂林红粘土地层微型CFG桩复合地基设计时的参数合理取值,进行了室外足尺试验,获取不同桩长微型CFG桩复合地基桩间土强度提高系数α、桩间土强度发挥系数β、单桩承载力发挥系数λ以及桩土应力比n.结果表明:采用冲击振动挤密成桩,桩间土强度提高1.28~1.56倍;复合地基破坏时,桩间土强度能得到有效发挥,发挥系数为0.90~0.98;单桩承载力发挥系数比规范推荐值0.8~0.9大,可达1.12~1.56,且随着桩长的增加而减小;桩土应力比在试验荷载范围内随着荷载的增加而增加,但增加趋势逐渐减缓.桩长在2~5 m时,α取1.2~1.5,β取0.9~1.0,λ取1.1~1.5.     

开挖诱发坑内既有基桩附加内力的模型试验

既有建筑下挖改造引起的基坑被动区土体侧移会对坑内基桩承载性产生重要影响. 通过室内模型试验研究坑内基桩在被动区土体侧移作用下的桩身受力特性,重点分析支护结构与坑内基桩距离、开挖深度、桩顶竖向荷载及承台约束高度对基桩弯矩和剪力的影响. 试验结果表明,在悬臂式支护开挖条件下,被动区土体位移模式呈倒三角形,基桩弯矩和剪力沿桩身分布具有多个异号峰值,桩身自上而下可分为开挖裸露段、被动受荷段和主动作用段. 基桩与支护水平间距越小、基坑下挖深度越大,基桩各部位弯矩和剪力越大,且竖向受荷和桩身侧向变形的耦合效应将使桩身弯矩变大. 桩顶约束高度的改变会对基桩弯矩和剪力产生影响,在其他条件相同时,约束高度越大,基桩弯矩和剪力越小. 研究结果可为地下增层工程的设计提供支撑.     

砼芯水泥土搅拌桩复合地基工作特性分析

针对砼芯水泥土搅拌桩复合地基工作特性较为复杂的问题,基于砼芯水泥土搅拌桩(DCM)复合地基载荷板试验,采用弹塑性有限元方法,讨论不同芯长比和含芯率条件下砼芯水泥土搅拌桩复合地基的荷载传递、承载力和沉降变化规律.计算结果表明:随着芯长比的增加,越来越多的上部荷载集中至砼芯,同时桩周土体上的竖向应力减小;水泥土搅拌桩外壳在上部与桩周土和砼芯共同承担竖向荷载,随着桩体入土深度的增加变为负责传递砼芯与桩周土之间的剪应力;砼芯长度控制了桩土侧摩阻力的发挥长度,而且使得桩土侧摩阻力沿深度均匀发挥;芯长比和含芯率对于砼芯水泥土搅拌桩复合地基承载力的影响是相互的,选择合适的芯长比和含芯率组合,能最大限度地发挥砼芯水泥土搅拌桩桩复合地基的承载力.