竖向荷载作用下支盘桩水平动承载性能模型试验研究

在对模型桩基施加水平振动荷载的同时,施加桩顶竖向荷载,对一根等直径桩和两根承力盘位置不同的支盘桩进行模型对比试验。结果表明:支盘桩与等直径桩相比,其承担水平动荷载的性能更加优越,且支盘桩的承力盘的位置接近桩顶时,这种优越性表现更明显;桩身动弯矩的大小随着水平振动荷载幅值的提高而增大;在水平动荷载数值较小时,竖向荷载的存在能够适当降低桩身弯矩值,对桩的水平动承载性能有利;当桩身水平动荷载数值增大,竖向荷载将会增大桩身弯矩而变为不利因素。     

水平荷载下挤扩支盘桩群桩受力特性分析

利用三维弹塑性有限元模型,对水平荷载作用下挤扩支盘桩群桩受力特性进行分析,得出各桩弯矩以及桩土相对位移的变化规律及不同位置、不同荷载作用、不同土体深度时桩周土反力的变化曲线。分析表明:桩弯矩在支盘处因支盘的影响而发生突变,支盘下桩体的弯矩大大减小;后排桩后土体相对位移大于前排桩后土体相对位移;桩基主要通过其桩前土体的作用来抵抗水平荷载,桩前土体最大反力值出现在第一个支盘的端部,支盘对其下一段范围内土体起到"减载"作用。     

分层土中支盘桩水平承载特性模型试验研究

制作支盘桩单桩和群桩模型试验装置,对处于分层土和均质土中的单桩和群桩基础进行室内水平静载荷模型试验,分析土层性质和承力扩大盘位置对桩水平承载特征的影响.结果 表明上层土的性质对支盘桩水平位移、桩身弯矩和桩侧土压力的影响明显,特别是对扩大盘靠近桩身上部的单桩,上层土加固能显著降低桩顶的水平位移,提高桩的水平承载力;对支盘桩群桩基础,扩大盘所处的上层土较软弱时,群桩效应明显;上部土层加固后群桩效应减弱,各基桩近似独立工作,再加上承台对桩顶的固接约束作用,桩身弯矩和桩侧土压力均显著减小.     

水平振动荷载作用下支盘桩模型试验研究

基于自行设计的桩-土动力相互作用模型试验装置,对2根承力盘位置不同的模型支盘桩施加强烈水平振动荷载,采用数字式变频仪控制荷载频率,通过不同弹簧的刚度系数实现不同大小的荷载级别,分析不同激振频率和激振荷载作用下桩身弯矩变化趋势及桩侧土压力变化状况。试验表明:随着激振频率的增大,支盘桩的动力响应在整体上有减小的趋势且水平动承载力有所提高;随着激振荷载的增大,支盘桩的动力响应随深度增加逐渐减小,反弯点位置逐渐下移,桩身的最大动弯矩发生在距桩顶1/3左右深度处。承力盘的设置改变了桩身的变形和受力状态,能够提高桩身平衡弯矩的能力,是对桩基的结构优化设计,且承力盘设置在桩身靠上有利于水平动承载力的提高。     

挤扩支盘桩竖向承载性能及影响因素研究

通过对挤扩支盘桩进行有限元模拟,研究其在竖向荷载作用下的承载性能,结果表明:与直孔桩相比,挤扩支盘桩能将从桩顶传递下来的荷载通过承力盘转移至桩周土层中,降低了桩端荷载,提升了承载力,降低了桩顶沉降量.此外,探讨了承力盘数量、承力盘间距和盘径比对支盘桩的影响,为挤扩支盘桩的工程应用提供参考.     

组合荷载作用下斜坡上桩基础水平承载特性研究

斜坡上桩基础不仅要承担上部建筑物传递下来的竖向荷载,还要承担斜坡传递下来的土压力等水平荷载,构成了复杂的桩-土相互作用体系。为研究斜坡上桩基础在竖向和弯矩荷载作用下的水平承载特性,通过自行设计的组合荷载加载装置,开展了四种工况下斜坡上单桩室内模型试验。分析在组合荷载作用下桩顶沉降、水平位移、桩身弯矩、桩侧土压力以及地基比例系数m值变化规律。试验结果表明:在桩顶施加竖向荷载有利于提高单桩的水平承载力,减小桩身的水平位移、弯矩和桩前侧土压力;在桩顶施加弯矩荷载-不利于单桩的水平承载力,随着弯矩作用的增加,相同水平荷载作用下,桩身水平位移和桩前侧土压力明显增加,而水平荷载对桩顶的竖向沉降影响较小;地基比例系数不仅与桩周土体有关,还与施加的荷载类型和桩土交界处的水平位移有关,地基比例系数随桩土交界处水平位移的增加迅速减小,最后趋近于稳定。     

承力盘坡角对水平力作用下扩盘桩破坏机理影响的理论分析

混凝土扩盘桩作为一种新型桩,由等截面混凝土灌注桩发展而来。通过在桩身的不同位置设置承力盘,从而使普通直桩变为变截面桩,同时桩的受力机理也发生了变化。其特点是具有承载力高,沉降变形小的优点。通过ANSYS软件建立不同承力盘坡角的分析模型,对模拟结果进行应力和位移分析。定性地确定了混凝土扩盘桩在水平荷载下的桩土破坏特征和承力盘坡角的大小对其承受水平荷载的影响,完善了混凝土扩盘桩的理论基础,有助于对该型桩的进一步研究和在今后大规模应用在实际工程中。     

挤扩多盘桩承力盘间距对单桩抗拔承载力影响的理论分析

通过建立桩-土共同作用的有限元模型,分析了挤扩多盘桩的承力盘间距对单桩抗拔承载力的影响,并提出合理的承力盘间距,为挤扩多盘桩抗拔理论进一步完善提供了借鉴。     

盘数量对水平力作用下扩盘桩破坏状态影响分析

通过ANSYS软件,建立了计算模型,在与同桩长同直径的直孔桩对比的基础上,研究了混凝土扩盘桩在水平荷载作用下,承力盘数量对桩周土体破坏状态的影响,并确定了合理承力盘数量,为混凝土扩盘桩的设计及推广应用提供理论依据。     

挤扩支盘桩的荷载传递规律及FEM模拟研究

根据单桩静载荷试验的结果 ,全面系统地分析了挤扩支盘桩的承载机理、荷载传递性状和FEM模拟结果。通过计算分析 ,指出了承力盘的承力特性具有明显的时间效应和互补效应以及与其他桩型的不同点 ,探索了支盘桩高承载力和低沉降量的内涵     

影响DX挤扩灌注桩竖向抗压承载力的因素

对影响DX挤扩灌注桩竖向抗压承载力的诸多因素:桩身、承力盘(岔)的直径大小,承力盘(岔)的数量、间距和位置,承力盘(岔)端部土层的特性,盘腔的首次挤扩压力值及成孔成桩的施工工艺和施工质量等予以介绍。     

基坑底部土体裙边加固模型试验与数值模拟研究

为研究基坑底部土体裙边加固对基坑变形和内力的影响,分别对未进行坑底加固和采用坑底裙边加固2种工况进行模型试验。在填土过程中预先浇筑加固土体,实现坑底土体加固。在基坑开挖过程中对地表沉降、冠梁侧向位移、桩身弯矩以及桩后土压力进行监测。用有限元软件Abaqus对模型试验进行拓展,将基坑变形的计算结果进行极差分析。研究表明,对坑底土体采用裙边加固,可以有效地减小支护结构的侧向位移;坑顶地表沉降虽有减小,但效果不明显;桩身弯矩略小于未进行坑底加固的工况;土体开挖,桩随着坑底下某一点发生转动,造成桩上半部分土压力减小,桩底处土压力增大;裙边加固尺寸中深度相较于宽度对基坑的变形影响更大;土体加固深度与宽度超过一定范围,控制基坑变形的效果有所提高但不明显,加固深度宜取0.3～0.4倍的开挖深度,宽度宜取0.35～0.45倍的开挖深度。     

竖向荷载作用下挤扩支盘桩桩周土体位移场变化规律研究

挤扩支盘桩桩周土体位移变化将直接影响其竖向承载力特性,然而常规试验手段下很难获取其桩周土体的变形特性。因此,采用基于透明土材料和粒子图像测速(particle image velocimetry,简称PIV)技术的桩基透明土模型试验系统,对轴向荷载作用下支盘桩和等截面桩桩周土体变形进行非介入式测量,得到桩周土体完整的变形位移场。试验结果表明,与等截面桩相比,支盘桩通过增大桩周土体变形位移场的范围,减小了土体变形位移场的强度,从而提高了桩基承载能力;支盘与桩端土体位移场均具有放射状的特征,表明支盘与桩端承载机制一致,支盘承担部分桩顶荷载,改变了荷载传递规律;支盘处土体位移场特征表明,支盘下界面土体位移变形对桩侧摩阻力的发挥产生了消极影响;试验还发现支盘位置、间距对桩周土体位移场的影响较大,支盘间距取值宜大于三倍支盘直径。     

黄土地区挤扩支盘桩承载特性非线性有限元模拟研究

采用非线性有限元法分析了黄土地区挤扩支盘灌注桩桩端和承力盘下土层的性质,研究了荷载传递特性和承力盘的受力机理,通过现场静载荷试验,进一步表明挤扩支盘桩的荷载传递规律是由上向下逐渐传递,支盘承担60％以上的桩顶荷载;盘间存在着应力叠加效应.并对盘与盘之间的最小临界间距提出建议.     

侧向应力真的会影响沉降吗？

一些施工技术的革新，如挤密灌浆、旋喷桩的回旋成孔、夯扩桩中斜截面夯锤的使用，都强调现场土体侧向应力的增长。这里提出的问题是，侧向应力的影响除了加密土体，或提高桩土界面的摩擦力外，是否会减小地基土体的沉降。正常固结土侧向受力达到被动极限状态后，再施加竖向荷载得到一系列摩尔圆，它的应力路径表明土体有一个从固结状态到线弹性状态的转变。这一转变需要，同时也依赖于颗粒间摩擦力方向的改变，这些改变将产生很小的应变，而不需要土体很明显地受压，产生的超静孔隙水压力将通过加固土体的夯扩桩消散。就象公路路基所起的作用一样，加固处理后的土层将使应力扩散到下卧土层。     

水平荷载作用下斜坡刚性桩非线性分析

在综合分析现有水平荷载作用下桩基分析方法的基础上,建立了考虑桩侧土体受力状态的斜坡刚性桩力学模型;根据极限平衡原理,建立横向荷载作用下斜坡刚性桩弯矩和应力平衡方程;引入考虑斜坡影响的p y曲线方法,提出了综合考虑桩侧土体极限承载力与水平抗力系数沿深度呈线性增加的侧向极限承载力与土体抗力承载力系数计算方法,同时,将该方法应用于计算实例,通过与已有有限元和理论计算方法对比分析,计算结果验证了本文方法的合理性与可行性;并利用该方法,分析了斜坡坡角、桩土接触面系数以及地基水平抗力系数对斜坡刚性桩承载特性的影响因素。分析表明:斜坡的坡角、桩土接触面系数对侧向荷载作用下斜坡刚性桩的荷载位移曲线影响明显,而桩侧土的抗力系数对侧向荷载作用下斜坡刚性桩的荷载位移曲线影响不明显。     

承力盘悬挑长度对抗压桩影响研究

为了设计更为合理的混凝土扩盘桩型,本文通过试验研究和理论分析相结合的方法,对混凝土扩盘桩承力盘悬挑径对混凝土扩盘桩抗压破坏机理的影响进行研究。采用原创的小比例半面桩模型原状土试验,同时运用ANSYS分析软件进行建模计算分析,验证试验结论。提出混凝土扩盘桩承力盘悬挑长度的合理取值,进而完善混凝土扩盘桩的设计计算理论。     

支盘桩承载性能的有限元分析

利用有限元分析了支盘桩的特点和荷载传递规律,研究了承载盘的位置、数量、形状、间距、盘径、盘高、土的性质及地下水位对受压支盘桩单桩受力性能的影响,通过研究发现,下部盘的承载潜力一般要大于上部盘,下部承力盘就承受着较大的荷载,应尽量将支盘设在较深处,支盘桩的盘间距不应小于临界支盘间距,支盘形状对桩的受力影响较小,盘径和盘高越大,桩承载力越高,盘径比盘高的影响要大一些,随着土体模量、内摩擦角、粘聚力、土体重度等的增大,支盘桩的承载力随之增大,地下水位越深,支盘桩的承载力越大。     

支盘桩的概况及其应用

本文介绍一种新型钻孔灌注桩-挤扩支盘灌注桩,支盘灌注桩由主桩,承力盘及分支组成.它利用在各个有利的土层适当的位置设承力盘或分支,提高桩的承载力.它在钻孔结束后,下入液压挤扩机,在各个适于成盘的土层中适当位置对钻孔周围土体施以三维静压,挤扩形成承力盘或分支.它根据在苍南N-4地块的实例,它与普通的钻孔灌注桩比较可节约投资30％,工期可提前20％,并且已在各大城市得到了广泛应用.     

竖向-水平组合荷载下桩筏受力特性的试验研究

为研究竖向-水平组合荷载作用下桩筏基础的受力特性,开展了室内模型试验,考虑桩长、桩数、竖向荷载及桩间距对桩筏基础承载性能的影响,并分析了桩身弯矩、剪力及桩侧土压力的变化规律。试验结果表明：桩筏基础的水平承载力随着竖向荷载、桩数、桩长、桩间距的增大而增大,水平位移相应减小;桩身最大弯矩位于0.3倍桩长处,且前桩桩身最大弯矩较大,约为后桩的1.14倍;桩身弯矩及剪力均随着竖向荷载的增大而减小,桩身最大弯矩随着桩间距的增大而减小,但桩顶及桩端弯矩几乎保持不变;增大桩间距可以调整最大负剪力位置,桩顶剪力随桩间距的增大而减小,而桩端剪力值则随桩间距增大而增大;增大桩间距可以带动更大范围的桩间土,桩身内力分布规律保持相同且变化值较小;桩筏基础受组合荷载作用下的破坏模式符合刚性桩破坏规律,桩身水平极限承载力主要由桩侧土体的抗压强度控制。