基于多因素混合模型的运营期群桩轴力预测

结合桥梁深水群桩基础在运营期间的受力特征,研究了深水群桩基础基桩轴力混合模型的一般原理.提出了基于多种环境因素影响下群桩基础监测数据的运营期混合模型,利用有限元模拟与PSO-SVM统计方法在苏通大桥群桩基础中实现了混合模型的构建.为了方便比较,建立了径向基函数(RBF)人工神经网络模型,对比了混合模型与RBF模型的预测结果.研究表明,混合模型预测精度较高,在受力情况不同的3根基桩上都有较为稳健的预测能力,具有较强的泛化能力,混合模型可适用于深水群桩基础运营期轴力的预测.     

低承台小群桩共同作用诱发变形特征

基于弹性理论法的桩、土位移方程进行了部分改进,使其计算精度提高;利用改进后的位移方程用Digital Visual Fortran语言编写低承台小群桩共同作用分析程序,研究桩径、桩长、桩距、承台底基床系数对低承台小群桩的荷载-沉降关系的影响.研究结果表明:低承台小群桩的荷载-沉降关系呈缓变特征;基桩承载力及沉降量均比单桩的大,随着桩长、桩径、承台底基床系数的提高,群桩承载力及基桩承载力相应提高,但同时产生较大的沉降;桩数增加,群桩承载力及基桩承载力也相应增加,当桩群总体受荷相同时,若桩数较多,则群桩的沉降较小,但当基桩受荷相同时,若桩数较多,则群桩的沉降量增加.     

双线隧道施工对既有基桩的影响研究离心机模型试验研究

为了确定双线地铁隧道开挖对近接建筑桩的影响,采用一系列室内离心机模型来模拟不同覆土直径比(C/D)下双线隧道近接已有基桩的施工过程,通过定量控制隧道外套的水囊注放水的方式模拟和控制隧道的地层损失。通过离心机试验测定了不同覆土直径比下隧道近接施工横截面地表沉降和基桩的沉地表与基桩的沉降量降,以及单桩轴力与侧摩阻力在隧道推进过程中的变化情况随着隧道推进距离的变化规律和单桩轴力与侧摩阻力的变化情况。结果表明,隧道与桩和地表的相对位置对沉降的量值和分布规律以及基桩的轴力、侧摩阻力有显著影响。     

基于剪切位移法的基桩负摩阻力计算

在对现有2种常用基桩负摩阻力计算方法进行分析的基础上,探讨了影响桩土间实际负摩阻力的主要因素.进而根据有效应力原理,建立出能充分考虑桩土剪切位移对摩阻力发挥程度影响的基桩负摩阻力计算分段曲线模型,并由此推导出基于荷载传递法的负摩阻力计算基本微分方程,并给出了在不同桩土相对位移条件下基桩负摩阻力计算的分段解析式.在此基础上,引进土体在均布压力作用下沉降的弹性解,从而得到了桩身轴向力、中性点的位置及基桩负摩阻力计算的改进方法.理论与工程实例试验结果对比分析表明,采用该方法所得的桩身轴力随深度的变化曲线与实测曲线吻合良好.     

支盘群桩在复合荷载作用下的承载特性研究

针对输电线路铁塔基础同时承受竖向、水平荷载的特点,依托实际工程开展了1 000kV特高压铁塔2×2挤扩支盘群桩真型试验,得到其在下压-水平荷载工况下的荷载-位移关系、桩端及承台土压力变化规律;并通过ABAQUS有限元软件,分析了不同桩间距、水平与下压荷载的比值对支盘群桩承载性能的影响.结果表明:在达极限承载状态时,支盘端阻力与桩侧摩阻力共占极限承载力的79.86%,承台占19.6%,桩端阻力占0.84%.因水平荷载对群桩的二阶弯矩效应,使得前排基桩的桩端阻力、桩身轴力均大于后排桩;但对于等径群桩,这种现象并不明显,所以基于前排桩在承受单向下压荷载与复合荷载时的桩身轴力,提出考虑水平荷载作用下的抗压承载力调整系数计算公式.     

模糊聚类分析在群桩基础安全监控中的应用

以苏通大桥为例,以不同施工阶段的桩顶实测轴力为依据,在不同工况条件下应用模糊聚类分析的方法对监测桩进行聚类分区,并结合工程实际对分区结果进行了探讨.结果表明:分区结果与基础结构特性息息相关,并且在不同工况条件下是有差别的;利用模糊聚类分析的方法进行聚类分区能够反映基础的内在联系;模糊聚类分区避免了人为分区的主观性,能够达到优化监控网、提高反馈分析效率的目的.     

桩土刚度比对群桩沉降的影响

主要讨论群桩沉降问题,分析了各种参数变化对群桩工作性状的影响,尤其是桩刚度比对群桩沉降的影响.数据分析表明,桩土刚度比k、桩长径比L/D、桩间距S/D、桩数n等因等变化对群桩沉降量、桩身压缩量、轴力分布、荷载分担比等均有显著影响,并得到了一些规律性的认识.     

计入桩侧摩阻力非线性特性的基桩承载力分析方法

讨论了桩侧摩阻力发挥特征,以双曲线模型建立基桩荷载传递基本微分方程,并导得了可考虑桩土相互作用及土体分层性质的幂级数解.利用本文解答对某大桥试桩资料进行了数据拟合与计算分析,结果表明,双曲线拟合相关系数均在0.96以上,且用本文解答得到的基桩轴力计算值与实测结果吻合较好.该方法参数拟合简便,计算精度较高,可用于工程实践.     

双桩桩列上的不规则波浪力

实验研究了不规则波浪对小直径桩柱的作用力。通过测定作用于桩上的总正向 力，在时域分析 ＣＤ，ＣＭ与ＫＣ数的关系。对于双桩并列和田串列的情况．采 用群桩系数考虑桩间的干扰影响，得出了群桩系数随ＫＣ数和相对桩距ｌ／Ｄ的变化 规律，并探讨了它与雷诺数的关系。     

双线隧道施工对既有基桩的影响研究

为了确定双线地铁隧道开挖对近接建筑桩的影响,采用一系列室内离心机模型来模拟不同覆土直径比(C/D)下双线隧道近接已有基桩的施工过程。通过定量控制隧道外套的水囊注放水的方式,模拟和控制隧道的地层损失。通过离心机试验测定了不同覆土直径比下隧道近接施工地表与基桩的沉降量,以及单桩轴力与侧摩阻力在隧道推进过程中的变化情况。结果表明,隧道与桩和地表的相对位置对沉降的量值和分布规律,以及基桩的轴力、侧摩阻力有显著影响。     

动静荷载综合作用下桩土共同作用的机理研究

轴向荷载作用下桩与土体的相互作用理论日趋成熟,但是,迭加水平荷载作用后,桩土相互作用机理更复杂,研究面临新的课题,工程上断桩、裂桩的现象时有发生。针对这一问题,主要分析了静压桩施工过程中,由于压桩机运行荷载与轴向荷载的共同作用而产生桩体受损的原因,在轴向荷载作用下桩与土体相互作用模型的基础上,考虑了压桩机水平振动荷载的作用,建立了轴向静荷载与水平向动荷载共同作用下桩土相互作用模型,并初步进行了工程实例验证,结果尚令人满意。     

夯实水泥土楔形桩复合地基工作性状试验研究

针对软土地基中的夯实水泥土桩复合地基,分别进行1组圆柱形桩和3组不同楔角楔形桩的9桩复合地基对比试验,研究这4组复合地基在相同条件下的桩－土平均沉降差、桩体应力、平均桩－土应力比、平均沉降随荷载变化的规律.研究结果表明:夯实水泥土楔形桩能有效地调节桩－土沉降差和地基沉降,提高地基承载力:增大楔形桩的楔角能使桩体较早地发挥其承载性能:在一定荷载范围内,夯实水泥土楔形桩复合地基的平均桩一土应力比夯实水泥土圆柱形桩复合地基的平均桩一土应力比大:随着荷载的增加,桩体所分担的荷载是有限的,夯实水泥土楔形桩复合地基的平均桩－土应力增长趋于稳定或下降,即楔形桩的倾斜侧壁能有效地缓解桩体应力集中现象.     

长期荷载下有侧向约束柔性桩复合地基试验

为探讨长期荷载作用下柔性桩复合地基的工作性状,进行了有无侧向约束条件下夯实水泥土桩复合地基的长期荷载对比试验.在复合地基表面埋设沉降标,量测了桩体和土体沉降值,得到了桩和土的沉降随时间的变化规律;通过在桩间土表面、桩顶、桩端埋设土压力盒和在桩身埋设内贴应变片PVC管量测应力值,获得了桩顶与土顶应力、桩-土应力比、桩身轴力随时间发展的变化规律.试验结果表明:在长期荷载作用下,设置了约束长桩夯实水泥土桩复合地基的工作性状明显优于无约束夯实水泥土桩复合地基的工作性状——大幅度缩短了进入沉降稳定时间(约为64%),减小工后沉降量(约为29%~42%),降低桩-土应力比约39%;明显地调整了桩身轴力分布.分析认为:采用柔性桩加固软土路基时,在加固区边缘设置刚性长约束桩,能有效地控制路基的工后沉降,提高路基的承载性能.     

桩承土工格栅加筋垫层复合地基力学变形特性三维数值分析

桩承土工格栅加筋垫层复合地基作用机理复杂,设计计算主要以经验为主,给设计与施工带来盲目性。采用有限元分析软件Ansys,建立群桩三维模型,对其力学变形特性进行了分析,结合工程实例,将数值模拟结果与现场监测结果进行比较分析,两者较为吻合。结果表明：桩与桩端土均具有最优弹性模量;桩土最大应力比在桩顶下某一深度,桩身最大轴向应力在桩顶下中性点,由于应力集中,在桩端处两者均突然减小;桩端土刚度在离桩底某一深度范围对桩土应力比产生影响;加筋垫层刚度仅在其下某一深度范围内对桩间土应力产生影响,刚度较小时对应力比的调节作用更明显;加筋垫层尺寸对桩身轴向应力和桩侧摩阻力都产生显著影响,桩顶下0.3倍桩长处最显著。     

混凝土芯水泥土搅拌桩群桩复合地基承载特性分析

为了探讨混凝土芯水泥土搅拌桩群桩基础在软土地基中的受力特征,以及褥垫层的移动趋势,进行混凝土芯水泥土搅拌桩群桩复合地基加固软土地基的室内模型试验。通过监测分级荷载作用下复合地基的沉降和桩顶、桩底以及桩间土不同位置的应力分布的变化来探讨复合地基承载特性。对桩顶平面处A桩周围土层表面埋设标志物,分析了褥垫层材料的移动态势和桩间土体的沉降量的规律。试验结果表明:复合地基在上部荷载作用下,加载初期是由桩来承担大部分上部荷载;由于褥垫层的调节作用,桩顶面处的桩土应力比逐渐增大,达到峰值后比值有所减小直到趋于稳定。混凝土芯水泥土搅拌桩群桩复合地基在上部荷载作用下的沉降曲线(P-S曲线)为缓变型;褥垫层向群桩所围成几何图形的中心移动,桩周土的水平位移和竖向沉降都以桩为中心呈现由近及远不断减少的趋势。研究结果为工程实践提供了有益的参考。     

砂土中桩筏基础承载力的模型试验研究

本文设计一个试验模型来研究桩筏基础的承载力,对桩身轴力和桩顶反力、桩侧摩阻力、桩筏基础的沉降和承载力进行了细致的研究。试验结果表明：桩顶反力中心桩最小、边桩稍大、角桩最大;桩侧摩阻力的强化效应和退化效应同时存在;群桩基础的承载力一般由沉降控制。     

大面积堆载作用下饱和土中的桩基工作性状

软粘土地基在大面积堆载作用下会产生大量沉降,并影响区域内桩基和邻近桩基的正常工作.采用有限元方法分别研究大面积堆载作用下负摩擦桩的受力与变形性状,并通过算例分析讨论了不同接触面对桩土沉降差、侧移以及桩身轴力的影响.现场试验的数值分析结果验证了本方法的有效性,并得到大面积堆载作用下土体沉降、桩身轴力和弯矩的变化规律,为计算与设计提供了依据.     

刚性桩复合地基承载特性的试验研究

通过现场试验,测出了CFG桩不同深度处的桩身轴力和侧摩阻力,并得到了桩土应力比。分析了CFG桩复合地基中桩身轴力、桩侧摩阻力的分布及发展过程。研究了加载过程中桩侧摩阻力和端阻力荷载分担以及荷载分担比随外荷载的变化规律。最后介绍了CFG桩复合地基中负摩擦阻力的作用,得出了CFG桩由于褥垫层的设置,在加载初期,桩身存在负摩擦力,同时协调了桩土变形,使得桩土共同承担荷载,充分发挥土体的承载能力。     

格栅碎石桩加固软基的机理及计算方法

格栅碎石桩是碎石桩应用于软土地基加固的特殊形式．为了保证软土地基中碎石桩的承载力,对格栅的强度应有一定的要求,即格栅受到的环向拉力不能达到或超过其抗拉强度极限值,否则会导致格栅失效,影响加固效果．基于弹性力学的基本假定通过受力分析提出了计算碎石桩中应力及格栅环向拉力的简化算法,采用有限元模拟法与简化算法分别对算例进行分析,阐述了两种算法所得结果的异同点,验证了简化计算法的可行性,进而分析了各种因素对碎石桩及格栅中应力的影响．研究表明基础刚度对碎石桩及格栅中应力的分布有较大影响;格栅的存在对于提高碎石桩的承栽力效果显著;当上部荷载增大时格栅受到的环向拉力有可能达到其极限抗拉强度．