路堤荷载下水泥土搅拌桩复合地基失稳机理及其稳定性分析

以水泥土搅拌桩加固软弱路基为研究对象,采用有限元强度折减法建立了群桩条件下的数值分析模型,籍此模型探讨了路堤的整体稳定性,并与传统复合地基极限平衡法所得的计算结果进行了对比分析。结果表明:水泥土搅拌桩的存在限制了路堤和路基潜在滑裂面的形成与贯通,且路堤的安全系数随着桩体抗剪强度的增加呈近似线性增加;水泥土搅拌桩所受的剪力远远小于其自身的抗剪强度。同时指出复合地基极限平衡法不能反映桩体的真实破坏模式,且会高估路堤的稳定性。     

高填方路堤荷载下倾斜基底CFG桩复合地基破坏机理分析

对一般水平成层路堤下刚性桩复合地基的失稳破坏机理已有较为深入的研究,但对倾斜地基下高填方路堤荷载作用下刚性桩复合地基的失稳破坏尚缺乏深入揭示.依托某工程,对高填方荷载作用下倾斜基底CFG桩复合地基进行三维数值分析,研究考虑桩体刚度损伤的CFG桩复合地基的破坏机理.结果表明:混凝土塑性损伤模型能较好地模拟CFG桩的力学性能,能较合理地还原桩体破坏后桩身应力释放-应力再分布的实际过程,且可通过损伤输出变量分析CFG桩复合地基的渐进破坏过程.在高填方路堤荷载作用下,倾斜基底CFG桩的受荷特点和破坏模式较水平成层路堤有较大差异,表现为路堤中心桩所受弯矩和剪力较大,较易发生桩体的压弯破坏和剪切破坏,在设计中应予以重视,路堤左侧桩所受弯矩和剪力总体上小于中心桩,先发生破坏的可能性不大.     

动荷载对微型桩深基坑开挖稳定性的影响

为研究动荷载对临近桥梁微型桩深基坑开挖稳定性的影响，以中国“一带一路”重点贡献项目格鲁吉亚E60高速公路Ubisa-Shorapani(F3)标段工程为主要依托，通过数值模拟分析列车荷载对基坑土体、支护结构内力及变形影响，并将数值计算结果与现场监测数据对比分析。结果表明：相对于无列车荷载，考虑列车荷载作用下近侧桩体最大位移和土体最大沉降分别增大14.5%、20%,基坑整体安全系数减小0.1,在开挖过程中应充分考虑列车荷载对基坑稳定性的影响。不同列车荷载施加方式下，首道支撑所受影响显著，各道支撑轴力变化幅度随开挖从上到下逐渐减小。列车荷载距离基坑边界5 m时近列车侧土体最大沉降比20 m条件下增大3.61 mm,且当距离为20 m时土体沉降几乎不受列车荷载影响，基坑稳定性较好。动荷载时速为120 km/h、距离为5 m情况下桩体内力受荷载影响较大，弯矩及最大弯矩位置深度随荷载距离减小逐渐增大，最大弯矩相比无列车荷载时增大210 kN·m。     

水利工程中应用粉喷桩技术加固软弱地基问题的探讨

粉喷桩是通过深层搅拌机械．利用水泥灰作为固化剂与软土强制搅拌．形成水泥土桩或石灰土桩，桩体在经过一定凝期后．其物理力学性质较之天然土有明显的变化．形成具有整体性、水稳定性和足够强度的加同地基，以提高地基的承载力、增大变形模量和减少压缩沉降。以这种桩和桩间土体组成复合地基，在外部荷载作用下，由桩和桩间土体共同承担荷载。     

深厚软基刚柔组合桩复合地基变形特性研究

通过开展刚柔组合桩、水泥搅拌桩和堆载预压处理的现场试验，研究了不同地基处理方式下深厚软基的变形特性。发现:刚柔组合桩处理区域的土体最大沉降分别为水泥搅拌桩和堆载预压处理区域土体最大沉降的７９％和４９％；刚柔组合桩处理区域的土体最大水平位移仅为水泥搅拌桩处理区域土体最大水平位移的７．３％。这表明刚柔组合桩的深厚软基处理效果明显优于水泥搅拌桩和堆载预压处理。刚柔组合桩的管桩长度明显大于水泥搅拌桩，路堤荷载可以通过管桩传递到深层硬土层，进而减小路堤荷载作用下土体沉降和水平位移。     

土体条件对水平荷载下桩土作用影响分析

基于Abaqus软件建立三维有限元模型,分析了土体弹性模量、泊松比及粘聚力三种条件对桩身弯矩、水平位移的影响,提出了预测桩身弯矩及水平位移的"内部中点插值法"和"拟合函数插值法"两种预测方法。结果表明:桩身弯矩随深度的增加先增大后减小,各土体条件值与桩身最大弯矩符合对数关系;桩身正方向水平位移随深度的增加不断减小,桩身负方向水平位移随着深度的增加先增大后减小,各土体条件值与桩身最大水平位移符合幂函数关系;提高各土体条件值均减小桩身最大弯矩及最大水平位移,其中提高土体弹性模量对其减小程度最大。桩身弯矩及水平位移在土体条件值范围内预测时,桩身埋置深度一半处以上采用"拟合函数插值法",以下采用"内部中点插值法",在土体条件值范围外预测时,采用"拟合函数插值法"。     

水泥土搅拌桩荷载传递特性分析

根据水泥土搅拌桩的现场静载试验,测量了桩的轴向应变,计算了桩身轴力、桩侧摩阻力,分析了桩的荷载传递特性。结果表明:水泥土搅拌桩表现出摩擦桩的特性;荷载主要在一定的范围内传递,桩的轴力和侧摩阻力在桩体上部的衰减较快;主要在桩顶处发生横向拉裂破坏;桩体破坏前后荷载的传递机理是不同的。     

湿陷性黄土基桩的负摩阻力监测

1.概述1.1湿限性黄土负摩阻力产生原理通常情况下黄土遇水浸泡后都会出现不同程度的湿陷,当其湿限量大于桩的沉降量时,桩周土体相对桩身产生向下位移,对桩身产生下拉力,从而降低桩基承载力。对于支承于压缩性较大土层的摩擦桩,负摩阻力对桩基施加下拉荷载使桩体产生沉降,土对桩的相对位移减少,负摩阻力随之降低或消失;另一种情况,当桩端支承于较坚硬持力层,桩体受负摩阻力的下拉荷载将不产生沉降或沉降量很小,负摩阻     

钻井船插拔桩对邻近桩影响的模型试验

为评价黏土中钻井船插、拔桩对邻近桩基础的影响, 开展了自由桩头条件下的1g模型试验, 得出插、拔桩过程中所测量物理量数据变化规律, 为后续离心模型试验提供了数据基础和试验方法。试验得到各物理量变化规律如下:插桩条件下, 随着插桩深度的增加, 邻近桩桩身最大弯矩产生的位置及最大土体水平位移产生的位置逐渐加深; 拔桩条件下, 最大桩身弯矩及最大土体位移值逐渐减小, 但拔桩完成后桩身位移和土体位移都未恢复到初始桩状态; 插桩初始阶段插桩阻力迅速增加, 之后逐渐趋于稳定, 拔桩初始阶段拔桩阻力迅速增加, 随后进入相对稳定阶段, 在桩靴距离土体表面约120 mm时, 阻力突降为0。试验分析结果表明, 土体位移变化直接导致桩身响应变化, 两者存在一定正相关性。     

上拔荷载对斜桩水平承载性状影响的试验研究

斜桩在承受水平荷载的同时,往往会受到上拔荷载的作用。为研究上拔荷载对斜桩水平承载性状的影响,开展了10根直、斜桩的室内模型试验,研究上拔荷载对斜桩桩顶水平位移和水平承载力的影响,对比了直桩与斜桩桩身弯矩和剪力的差异,并分析了上拔荷载对正、负斜桩桩身内力及桩侧摩阻力的影响规律。模型试验结果表明:上拔荷载从直桩水平极限承载力的12.5%增大到75%时,正斜桩水平承载力比增大21%,负斜桩水平承载力比减小25%。上拔荷载的存在会使正、负斜桩桩身轴力均增大,且上拔荷载越大,桩身轴力越大。上拔荷载能减小正斜桩桩身弯矩和剪力,使其抵抗弯矩和剪力的能力得到提高,而增大负斜桩桩身弯矩和剪力,使其抵抗弯矩和剪力的能力被削弱;不论正斜桩还是负斜桩,其上部区段桩身侧表面均出现了方向向上的摩阻力,而下部区段桩身侧表面均为方向向下的摩阻力,随着上拔荷载的增大,斜桩桩身侧摩阻力逐渐增大。     

抗滑桩锚固长度对多层土质边坡抗滑能力的影响

为探索抗滑桩的锚固长度对多层土质边坡抗滑能力的影响，以珠三角地区工程案例为原型，运用商业软件进行模拟，并采用实际案例的实测值验证了模型计算结果的准确性。研究表明：抗滑桩水平位移最大发生在桩顶，随后沿铅锤方向减小，锚固深度从6m增加到16m，水平位移增加1.04%；桩身最大弯矩发生在距桩顶约4m处，随锚固深度增加，最大弯矩增大4.36%，最大位置不变；不同嵌固深度的抗滑桩，水平位移和弯矩均随着坡顶荷载的增加而增大，荷载从0kPa增加到20kPa，桩顶水平位移增大75%，桩身最大弯矩增加70.21%；当嵌固深度达到12m时，抗倾覆Kov值满足一级支护安全结构等级规范值1.25，故抗滑桩锚固长度为12m时为最优深度。     

带承台倾斜单桩水平承载变形性状数值分析

为研究带承台倾斜单桩水平承载变形性状,通过数值模拟手段分析了水平荷载作用下桩身倾角、长径比对桩顶带承台斜桩的承载变形性状的影响,并重点分析了竖向荷载对水平受荷斜桩性状的影响。结果表明①水平荷载作用下,负斜桩的桩顶水平位移最大,直桩居中,正斜桩最小;桩身倾角越大,斜桩桩顶水平位移与相应直桩桩顶水平位移差值越大;相同情况下,长径比对斜桩桩顶水平位移影响不明显。②水平荷载作用下,桩身倾角只影响斜桩桩身弯矩的大小,而最大桩身弯矩的位置基本不变。③竖向荷载减小了负斜桩桩顶水平位移,却增大了正斜桩桩顶位移。④负斜桩的桩身最大弯矩随着竖向荷载的增大而减小,正斜桩却与之相反。     

粘土含水率变化对微型钢管桩工作机理影响研究

通过改变滑坡土体的含水率,进行了微型钢管桩的模型对比试验,研究微型钢管桩在不同的土体性状条件下的承载能力、变形受力特征以及破坏模式等的变化情况。试验结果表明:含水率的变化对微型桩的水平承载力有显著影响,含水率增大,微型桩组合结构的承载力降低;桩体的受力变形方式随含水率变化也存在差异,含水率小的情况下,微型桩在滑床与滑体中同时变形,而含水率大时,滑床中的变形更为显著,滑体中负弯矩值变化缓慢;桩体承受的土压力主要集中在滑面附近,滑面下滑床中一定范围为微型桩抗滑的关键部位;在一定含水率范围内,含水率大时表现出更好的整体性,桩土结合较好,各排桩均匀承担荷载,协同变形。     

水平荷载作用下GRF桩基础受力特性的数值分析

为研究GRF桩基础在水平荷载下的承载特性,利用有限元分析软件MSC.Marc,建立GRF桩基础和普通直桩的非线性三维模型,与普通直桩进行对比,分析了GRF桩基础在水平荷载作用下的桩顶和桩身位移、桩身弯矩及桩侧土应力分布。研究发现:在相同的桩顶水平荷载作用下,GRF桩基础桩顶和桩身水平位移比普通直桩有所减小;锚杆上缘的桩身弯矩发生突变,较普通直桩有所增大,锚杆以下的桩身弯矩均小于普通直桩;GRF桩的桩前横向土抗力也比普通直桩的小,而桩前锚杆下部土体中的竖向应力有所偏高。     

临海漫滩回填堆载对临近桩基的影响分析

软土地基地面堆载会引起地基土压缩和侧向位移，土体的侧移又会进一步导致临近桩基承载性能发生改变。为了考察沿海漫滩回填堆载导致的地基软弱土压缩和侧向移动作用下的临近既有桩基受力性状，采用有限元分析软件ＡＢＡＱＵＳ建立了堆载作用下临近桩基的三维有限元模型，分析了堆载作用下软弱地基土的变形运移规律，研究了临近堆载单排桩、双排桩在堆载荷载大小与作用位置、桩身刚度、桩顶约束条件等工况中的性状。结果表明，堆载作用位置越近、荷载水平越高，桩身变形受力响应越明显；桩身刚度的提高会增加被动受荷影响范围；不同桩顶承台约束下桩身变形受力性状差异显著，且桩身轴力引起的“二次弯矩”效应明显，不容忽视。当基底软弱土较厚时，采用水泥搅拌桩加固有利于改善临近桩基变形受力性状。     

水泥土搅拌桩在堤坡稳定中的应用

水泥土搅拌桩是将软土与固化剂通过特定的机械进行强制搅拌,把软土变成具有一定整体性和强度的水泥加固土体。其不仅能使软土地基压缩模量增大,还在软土堤坡中起到一定抗滑作用。以实际工程为例,进行不同工况下堤坡稳定计算处理,并对水泥土搅拌桩桩身位置进行探讨分析,以对实际工程具有参考意义。     

劲性搅拌桩竖向荷载传递规律理论计算

通过对一种劲性搅拌桩在竖向荷载作用下的荷载传递规律进行理论分析,提出该桩型竖向承载力标准值的计算公式。计算结果表明,芯桩的置入提高了水泥搅拌桩的桩身刚度和截面承载力,使极限状态下的水泥土的侧摩阻力和桩身混凝土的材料强度得以充分发挥,劲性搅拌桩兼有水泥土搅拌桩和预制桩的优点,具有承载力高、沉降小、造价低和侧摩阻力大的优势,是一种极具潜力的桩型。     

斜截面浅覆盖层钢栈桥桩基础双向承载结构分析

斜截面浅覆盖层钢栈桥桩基础将同时承受上部结构传递的竖向荷载与流水冲击产生的水平荷载,结构受力较平地桩基而言更为复杂。结合某工程实例,通过现场静载荷试验与数值模拟对比,分析了竖向荷载对桩顶位移及桩身应力的影响,研究了钢-混凝土复合桩的应力及桩身弯矩变化规律。结果表明:在竖向荷载及水平流水荷载作用下,柱顶竖向位移约为水平位移的2倍,且当竖向荷载超过300 k N时,桩顶竖向位移显著增加;桩身弯矩呈"S"型分布,桩身上段存在较大负弯矩,且对后桩影响更加明显;外钢管、内部混凝土与内嵌工字钢三者协同受力,荷载传递性能良好;内嵌工字钢在钢混段与嵌固段交界处出现应力集中现象。研究对斜截面浅覆盖层钢栈桥桩基础具有参考价值。     

考虑桩土相互作用的高桩码头非线性地震反应分析

采用有限元软件ABAQUS对高桩码头的地震反应进行了分析,考虑了桩-土动力相互作用、土体和桩板混凝土的动力非线性特征,分析了码头结构在不同地震作用影响下的相对位移、加速度、剪力和弯矩,确定了结构塑性铰出现的时刻和顺序,从而判明结构的屈服机制、薄弱环节以及可能的破坏类型,并在此基础上提出了设计建议.计算表明,桩的地震加速度响应随着高度的增加先增大后减小,桩身各点相对桩底的位移反应峰值从桩底到桩顶逐渐增大,桩身弯矩从桩底到岸坡面先增大后减小,在岸坡面以上,弯矩先减小后增大,最后在桩顶达到峰值,桩顶部的剪力最大.     

基于N-R法的某水闸桩基负载及变形仿真分析

为得到某水闸桩基预制管桩在水力静载驱动下负载性能状况。基于牛顿—拉普森迭代法非线性求解方法,借助有限元软件,仿真分析了单桩的承载性能和位移变化,并与桩基载荷试验测值进行了差异分析,结果表明:(1)桩体竖向位移值沿桩身呈逐渐变小规律,最大静载值为720 kN时,桩顶位移值约为13.50 mm。(2)桩体水平位移沿值桩身亦呈逐渐减小趋势,最大静载值为130 kN时,除去最上面1.00 m的桩头,其位移值约为17.40 mm,桩身最大弯矩约为432.29 kN·m。(3)仿真值虽与现场测值稍有不同,但是总体变化规律均保持一致,该方法验证了有限元仿真的可行性。