桩基承载力与其动刚度的关系

为分析桩基承载力与机械阻抗法中动刚度的关系,在同一场地设计了4根相同尺寸的带有不同程度缺陷的模型桩(缩颈桩或断桩),对模型桩进行了机械阻抗法动测和静载试验。建立了桩—土有限元模型,利用模型桩测试数据对有限元模型进行校准,并分析了完整桩在冲击动荷载和静载试验中对主要物理参数的敏感性;同时分析了缩颈、扩颈缺陷对桩基动刚度的影响规律。研究结果表明:对于相同形式、相近地层环境中的桩基,动刚度能很好地反映静力特性;动刚度对影响桩基承载能力的缺陷较为敏感,合理动刚度下限值可以作为桩基承载力的预警值。     

高铁CFG桩—筏复合地基固结解析解及特性

考虑桩—土在刚度、渗透性等方面的差异,建立端承型CFG桩—筏复合地基轴对称固结模型,推导桩间土的固结方程,并给出"单级等速加载"情况下固结方程的解析解;应用该解析解结合工程实例进一步研究置换率、桩—土压缩模量比、加荷速率地基设计参数对固结特性的影响.结果表明:桩的作用增大复合地基等价固结系数,固结速率随置换率、桩—土压...     

瞬态激励确定基桩动刚度及承载力的初步研究

本文对瞬态激振时桩－土系统动刚度的确定方法作了初步研究。首先，本文依据基桩振动的弹性模型才模态分析理论，对小应变动测法的理论基础作了进一步探讨，然后提出了适用于不同条件下瞬态激励时的三种确定桩土系统等效刚度（动刚度）的新方法－瞬态导纳法、频率方程法和弹性波法，并结合工程试桩初步验证了这些方法的正确性。     

动刚度法在既有桥梁桩基础状态评估中的应用研究

由于正常运营的需要及各种条件的制约,新建桥梁基桩常用的检测方法(如静载试验法、高应变法、低应变法、超声波法及取芯法等)在既有桥梁中均难以实施,且其检测结果亦不足以全面评估基桩状况。本文提出的动刚度法,通过安装于桩顶位置的传感器采集激振力作用下桩土系统响应信号,分析绘制导纳随频率变化曲线,并由此推算基桩承载力;辅以取芯法、低应变法等检测手段进行验证,对某高速公路承载力不明确的部分既有基桩进行检测和理论分析,给出了这些基桩的实际承载力。检测结果表明,在正常运营的条件下,采用这一方法对在役基桩进行无损检测可以较好地评估基桩的承载能力,该方法对同类基桩的检测评定具有足够的精度。     

单桩横向非线性动力响应的有限元模拟

对横向循环荷载下桩土动力体系进行分析,研究桩土体系的相关参数,分析影响工程性能的敏感参数,为工程设计提供参考.横向循环动荷载下,距桩顶1/6桩长处桩身弯矩最大,距桩顶1/10桩长处桩身剪力最大.地基土按弹塑性考虑有利于安全,桩土刚度比对桩土体系影响很大,可通过工程措施缩小桩土刚度比,以获得较好的工程效果和经济效益.     

高承台桩基的动力屈曲分析

为求取高承台桩基在动力作用下某节点的动力位移图并利用B-R准则判断高承台桩基的稳定性。提出一种将有限元模型应用于高承台桩基的动力屈曲分析的简化方法,将计算得到的结果与相应的基于伽辽金法理论建立的简化法高承台基桩的非线性动力屈曲问题的基本方程式,利用四阶Runge-Kutta法进行求解的结果进行对比,验证该简化有限元法的正确性及适用性。通过建立不同桩径、桩长及桩的埋土深度的模型并进行分析对比。研究结果表明:该简化有限元法应用于高承台基桩的动力屈曲的分析具有一定的可行性及实用性,为高承台桩基的动力屈曲分析提供了一种新的方法途径。     

铁路碎石道床动刚度与阻尼的试验研究

道床动刚度和阻尼是轨道结构动力仿真计算的重要参数。本文介绍了采用落轴试验方法测试道床的动刚度和阻尼值，利用落轴模型法和参数辨识法进行了计算道床的动刚度和阻尼。并用LabVIEW软件对测试数据进行采集计算，得到了不同道床材质，厚度，密实度以及脏污情况下的道床动刚度和阻尼值。通过试验认为利用落轴试验测试道床动刚度和阻尼值的方法是可行的，结果是可靠的。     

微型桩基动力响应的影响参数分析

运用ABAQUS软件建立了微型桩基土体系的有限元模型,并以微型桩基动力响应特性振动台试验数据校准该模型,研究桩身尺寸、桩周土类型等参数对微型桩基动力响应的影响规律。结果表明:较大的桩径会导致桩底产生显著的弯矩;桩径越大,动力变形能力越弱;桩径越小,表层土反力增长趋势越快;在砂性土条件下影响微型桩基动力响应的主要因素是土的抗压模量,而在黏性土条件下是黏聚力。     

基于高速列车振动荷载的桩-土-结构相互作用分析

通过总结高速列车振动荷载相关研究,给出高速列车振动荷载简化表达式。将端承桩看作连续分布水平弹簧-阻尼单元的动力Winkler地基梁模型,建立不考虑轴向力影响的动力平衡微分方程,利用Laplace变换求得动力荷载作用下的水平动力阻抗,通过群桩模型计算结果验证其频率相关性,随着荷载频率变化,水平动力阻抗出现大幅度振荡。建立86 m×142m×86 m 3跨高速铁路刚构桥有限元模型,分析高速列车通过时考虑与不考虑桩土相互作用的桥梁动力响应。对比计算结果,考虑桩-土相互作用的影响,结构将产生更大的位移响应,而上部结构节点力却相应减小;随着列车运行速度变化,桩土相互作用强度也同时发生改变;土层材料参数的变化也将影响桩-土相互作用强度,而且浅层土的影响大于深层土。     

群桩基础桥墩的自振特性计算

在已有的研究基础上，将群桩基础桥墩作为一个空间整体，改进了群桩基础桥墩自振特性的三维计算模型。该模型采用半数值半解析的方法对群桩基础进行了模拟，建立了桩基新的等效刚度矩阵，可以充分考虑群桩的布置、地基土的状况，具有较强的适应性，并且计算方便。在些模型基础上编制了有限元程序，其计算结果与通用程序及实测值吻合较好。利用该程序分析了桥墩的参数对自振特性的影响，这些分析对于桥墩的抗震设计和病害检测都具有参考价值。     

桩间土为非饱和土的刚性桩复合地基复合模量计算

根据非饱和土压缩模量的VO模型,基于剪切位移法的理论,推导桩间土为非饱和土的刚性桩复合地基复合模量的解析解。该解析解考虑刚性桩的桩长、桩体模量、非饱和土中基质吸力等的影响,利用导出的解析解对实例进行计算,并将计算结果同规范法的计算结果和现场实测值进行对比分析。研究结果表明:利用本文方法算得的沉降值和实测值较接近,验证了本方法的可行性。     

循环荷载作用下超长桩动力特性研究

考虑桩基土体在动力作用下强度弱化的基础上,通过拟合数值模拟结果和试验结果,验证强度折减法在FLAC3D中实现的可能性。建立超长桩的动力数值模拟模型,从循环荷载的频率、荷载幅值、恒载部分、循环次数、桩土刚度比和桩长方面对超长桩的动力特性进行分析。研究结果表明:循环荷载频率越大,超长桩桩顶累积沉降越小;荷载幅值越大,对应的超长桩桩顶累积沉降越大;循环荷载的恒载部分对超长桩的动力沉降影响不大;桩顶沉降随循环荷载次数增加而逐渐增大,并随循环次数的增加逐渐趋于稳定;桩土刚度比越大,对应的超长桩桩顶累积沉降越大;桩长越长,对应的超长桩桩顶累积沉降越小。     

有砟轨道动刚度特性研究

为充分了解轨道动力特性,对有砟轨道动刚度展开研究。通过建立有砟轨道力学模型,分析0~2 000 Hz范围内轨道动刚度的振动特性,得出:轨道动刚度相对于轨道静刚度是随激振频率变化的,轨道动刚度在低频段受激振频率变化影响较小,在中、高频段内轨道动刚度振动幅值随激振频率变化而变化,是系统的固有特性,需通过对构件刚度、阻尼等参数调节。阻尼系数对轨道动刚度的幅值有影响,但不改变轨道的共振频率。质量阻尼系数对轨道动刚度波动范围及幅值的影响小于刚度阻尼系数的影响。阻尼系数增大,轨道动刚度波动幅值增大。     

V形刚构拱组合桥动力特性分析

以广珠城际小榄水道特大桥主桥为工程背景,利用大型通用有限元程序建立了该桥的空间杆系有限元模型,分析了大跨度Ⅴ形刚构拱组合桥的动力特性,研究了二期恒载和桩-土-结构相互作用对桥梁动力特性的影响.     

深部缩径缺陷桩的透明土模型试验研究

针对传统室内模型试验无法了解缩径桩桩周土体内部位移场的缺点,利用透明土和粒子图像测速技术研究深部不同缩径参数对单桩承载特性和桩周土体位移场的影响.通过对比分析完整桩和缩径桩的荷载-沉降曲线以及桩周土体位移场发现:缩径径向尺寸对基桩极限承载力的影响大于缩径长度;当荷载达到极限承载力时,桩端土出现扇形的位移面,桩顶周围的桩...     

端承桩水平振动响应能量变分分析方法

考虑竖向荷载对桩基水平承载力的影响,采用能量法对地基土中端承桩的水平振动问题进行理论研究。根据分析动力学建立在水平动荷载作用下桩土系统的拉格朗日方程,通过复变函数和广义变分原理分别建立桩基和土体控制方程,采用分离变量法推导出土体位移表达式,结合桩土耦合振动条件和迭代程序得到桩基位移、内力和桩顶水平动力复阻抗解析表达式。通过算例分析,研究竖向荷载对桩顶动力复阻抗的影响以及桩周土剪切模量和桩长对桩身位移分布规律的影响。研究结果表明:动力复阻抗随竖向荷载增大而逐渐降低,桩身水平位移和转角随桩周土剪切模量增加而注浆降低;桩长达到有效桩长时,桩土系统有效耦合振动长度不发生变化。     

公路桥梁双柱式桥墩基础沉降评估分析及加固处理

一新建公路桥梁的双柱式桥墩基础出现沉降病害,不均匀沉降量达6.23 cm。采用动刚度法对承载能力的评估表明,基桩承载力比设计荷载低23%。低应变桩基完整性检测结果显示,桩身存在2处明显缺陷。承载力不足及桩身缺陷造成了桩基础的不均匀沉降。建立数值仿真模型,计算结果显示,不均匀沉降导致系梁局部拉应力为5.5 MPa,墩顶横向偏位22 cm,与现场系梁严重开裂、墩顶横向偏位23.7 cm的实际情况基本一致。后期通过桥墩基础加固处理,确保了结构的安全。实践证明采用动刚度法结合仿真计算评估桥梁基础的承载力状态具有一定的实用价值。     

大跨度单线铁路连续梁拱桥动力特性分析

拟建宿州至淮安铁路京杭运河大桥主桥采用(62+132+62)m预应力混凝土连续梁与钢管混凝土拱组合结构。以该桥为研究对象,采用不同方法建立空间有限元模型,比较不同建模方法对动力特性的影响,探讨桩土共同作用、横撑和拱肋截面的不同设计参数对结构动力特性的影响。     

楔形刚性桩与桩周土的非线性相互作用

为探讨楔形桩的承载特性及沉降性状,本文以桩侧摩阻力分布满足双曲线模型和桩端阻力分布满足线性模型为基本假定,建立楔形刚性桩与桩周土非线性相互作用的力学模型。同时,利用荷载传递法及非线性分析的增量法,获得荷载-沉降关系等系列解析算式。算例结果表明,楔形桩侧壁倾角增大,桩侧摩阻力提高,桩与土之间的径向相互作用增强,单桩承载力提高。为了验证力学模型的可行性,对两根不同侧壁倾角的楔形桩进行模型实验,结果表明,本文建立的力学模型所得结果与实测结果吻合较好。     

分级加载下铁路路基粗粒土 动力特性研究

利用大型动三轴试验仪对铁路路基粗粒土填料开展分级加载的循环三轴试验,分析围压、加载频率对粗粒土动应力-动应变关系、动弹模以及阻尼比等动力特性的影响。试验结果表明:随着围压或频率的增加,土体的动强度、动弹性模量和阻尼比均增大;动应变较小时频率或围压对阻尼比的影响较小,动应变较大时频率或围压对阻尼比影响较大。在试验基础上建立基于Hardin-Drnevich骨架曲线和符合广义Masing准则的粗粒土非线性动本构模型,并在ABAQUS中UMAT二次开发平台编制相应的子程序。通过与试验结果比较,验证了粗粒土非线性动本构模型的正确性。