水平荷载单桩计算的综合刚度和双参数法杆系有限元数值解

 为提高水平荷载单桩设计计算的准确度和效率,建立基于综合刚度和双参数法原理的杆系有限元数值解。同时,从理论和对静载试验实例的分析上,指出我国现行规范建议的水平荷载桩设计计算m法存在的缺陷,建议改进方法。本文建立的杆系有限元法不像解析法那样存在参数取值的限制,避免了烦琐的查表计算,且无需对桩端约束条件进行假定及区分长桩、短桩和中长桩。实例计算比较表明,当采用与解析法相同的综合刚度和双参数时,杆系有限元解与解析解结果吻合很好,能保证桩顶位移和转角、桩身最大弯矩和及其作用位置与实测结果基本一致;当根据桩长范围内土层变化确定各土层比例系数m,通过若干次试算调整幂指数n和综合刚度EI可获得较解析法更好的计算结果。     

计算推力桩的双参数法以及长桩参数的确定

<正> 现行的单一参数法,如k法、M法、c值法等,对桩在地面处的挠度、转角和桩身最大弯矩的实测值只能凑合到较为接近的程度而不能全部符合,这是单一参数法待定参数的数目不足所致。作者从1975年起曾几次提出过这一问题,并提出了双参数法,以便用两个可供调整的参数来解决此问题。文献[1]提出的土抗力模数K的分布图式示如图1,通过调整m和t两个参数能适应某些实际问题的需要。但是,双参数的概念可以推广到更广泛的范围。例如在微分方程式     

多年冻土地区推力桩的地基系数双参数法计算模型

文章提出了多年冻土地区推力桩的地基系数双参数法计算模型,即地基系数kh在上层呈线性分布,在下层呈常数分布。同时结合计算宽度非线性模型推导出了相应的微分方程的解,并通过编写计算程序对算例进行了计算,计算结果表明本模型具有比规范法更高的精度。     

纵横弯曲桩计算的综合刚度和双参数法的有限差分解

 为提高外露段较长的桩在横向和竖向荷载共同作用下变形和内力的计算精度和效率,基于综合刚度原理和双参数法推导可考虑桩的纵横弯曲,即计及竖向荷载(包括桩顶竖向力及桩身自重和桩侧摩阻力)对弯曲变形影响的有限差分解,采用MATLAB程序语言编制相应的计算程序。与模型试验数据或现有方法工程实例计算结果的比较验证了该法的可靠性,同时还表明该方法比基于相同原理的杆系有限元法更方便快捷。研究结果表明：对于外露长度和桩顶竖向荷载较大的桩,重力二阶效应是不容忽视的,且竖向荷载不仅会增大桩身弯矩,还会导致桩身剪力的增大,现有方法未体现其对剪力的影响,是偏于不安全的,在纵横弯曲桩的设计计算中应引起重视。     

抛物线分布荷载推力桩双参数法的2种数值解

为适应抛物线分布荷载推力桩的设计和计算的需要,提出和探讨地基水平抗力系数按双参数模式表达下桩身位移和内力计算的有限差分法和弹性地基杆系有限单元法.编制全桩位移、内力计算和图形处理有限差分程序.实例计算结果表明,2种数值计算方法所得结果相当一致.根据试桩实测资料试算确定地基抗力双参数后,二者即可高效而可靠地对承受抛物线分布荷载推力桩进行设计计算与分析.     

双参数地基推力长桩的水平位移解析解

基于双参数地基理论,获得了双参数地基-桩系统的总势能泛函;采用能量变分原理推导了双参数地基推力长桩平衡微分方程及相应的边界条件;根据桩的抗弯刚度与地基参数相对大小的不同情况,求得了双参数地基推力长桩的水平位移解析解.结果表明:双参数地基模型可以模拟从离散介质到连续介质的各种地基土,性能优于传统单参数地基,考虑侧向连续性的双参数地基模型较好地模拟了桩周土体对推力长桩支承、约束及水平位移的影响;推力和弯矩对推力长桩水平位移的影响同等重要,在推力长桩受力分析中,桩端推力和弯矩应同时考虑.     

双参数地基推力长桩的有限差分解

针对Winkler地基模型的不足,采用考虑剪力的双参数地基模型,建立该模型下的平衡微分方程,获得推力长桩内力和位移计算的有限差分解,编制相应的计算机程序.实例计算结果表明,本文提出的方法更符合土的受力变形特性,原理简单,分析过程简明易懂,便于编程,可以获得高精度的数值解,可有效地提高现有推力桩的设计计算水平.     

钢管推力桩桩土参数的确定方法

运用计算推力桩的以参数法，并利用钢管推力桩在地面处的挠度、转角、桩身最大弯矩等实测资料对钢管推力桩桩土参数进行反分析。该方法此计算表明，所确定的桩土参数较为可靠，为工程设计提供参考。     

推力桩的三参数算法

提出了推力桩的三参数算法,给出了其理论通解式,明确了幂指数的理论取值范围。该法的基本微分方程更具一般性,理论推导严密,通解的收敛性好,具有明显优于现有算法的拟合效果。     

水平梯形分布荷载桩双参数法的数值解

为提高现有水平梯形分布荷载桩设计计算水平，提出了地基系数按双参数抗力模式表达下的水平梯形分布荷载桩位移和内力计算的有限差分数值分析方法，并详细推导了桩身位移的差分格式。基于这些公式，编制了全桩位移、内力及侧土抗力的计算和图形处理程序，可适用于滑坡抗滑桩和深基坑悬臂支护桩的设计计算。算例表明，该方法方便可靠，当有限差分段划分得足够小时，可使数值解接近于真实解。通过调整地基系数进行试算．可实现桩身位移和内力计算结果与实测或实际值较好吻合，从而为有试桩资料的条件下反算地基抗力系数提供了一种验算方法。计算程序的自动图形处理有助于桩身结构设计的优化和经济效益的提高。     

Fully Stressed Piles and Beams in a Winkler’s Medium,End-loaded by an Orthogonal Force,and with Optimum Length

A simplified method of designing fully stressed piles and beams with optimum length in a Winkler’s medium,end-loaded by an orthogonal force and without any point constraint,is proposed. A numerical algorithm distributing the mass by means of the Fully Stressed Design ( FSD) method and updating the moment by finite elements has been first implemented. The use of the FSD method is in general quite simple,and allows to obtain optimum,or close to the optimum,solutions. After having distributed the mass through ...     

碟簧桩帽组合刚度与桩的刚度合理匹配研究

本文研究了碟簧桩帽的不同组合刚度与沉桩贯人度和桩身动应力的关系。根据沉桩的效果和优化分析，找到了碟簧桩帽的组合刚度与桩的刚度的合理匹配。     

排桩支护的冠梁影响刚度简化计算方法探讨

在排桩支护结构中,桩顶的钢筋混凝土冠梁由于其空间效应,对支护桩的变形和内力有着不同程度的影响。在取一个排桩剖面按平面问题进行计算时,可以将冠梁的影响近似为作用在桩顶的支座弹簧来考虑,通过分析冠梁在排桩支护中的作用程度,针对不同的支护情况,提出了冠梁影响刚度的简化计算方法,可供设计人员参考。     

碎石桩复合地基设计方法的探讨

通过对碎石桩复合地基承载力和抗震液化设计的对比和分析,提出了以承载力和抗震液化相互综合考虑的设计方法。     

桩基承台相对刚度变化对桩基受力的影响

为研究桩基承台相对刚度的变化对于桩基的受力影响,本文基于一个桩基承台的地震反应谱分析,采用ANSYS有限元程序,通过分别改变承台自身的弹性模量以及桩基倾斜的角度,进而改变承台与桩基之间的相对刚度,研究桩基与承台之间的相对刚度变化对于桩基受力的影响作用。结果表明,桩基与承台之间相对刚度的变化,对于桩基的受力会产生较大的影响作用,在实际工程设计中,需要综合考虑桩基的受力情况进行承台的设计。     

轴向荷载对横向受荷桩承载性状影响的参数分析

基于小变形假定,建立受轴向荷载作用的横向受荷桩变形控制方程,针对主要影响因素进行参数分析,研究表明轴向荷载对横向受荷桩承载性状的影响程度与两者的相对大小有关.当轴向荷载相对较大时,应重视轴向荷载对桩身内力和挠曲变形的影响,此时轴向荷载的存在对于柔性桩上部的内力和侧向挠曲影响比较显著,对于其深部的影响相对较小;地基系数呈...