静压桩端阻力和侧阻力的颗粒流数值模拟

基于离心机原理和细观力学的颗粒流理论,采用PFC2D数值分析系统,模拟静压桩在砂土中的沉桩过程,重点分析了平底桩、120°尖头桩和60°尖头桩3种不同桩型在分级加载下桩端阻力、桩侧阻力的变化特性,对其发展规律进行了初步揭示.结果表明:桩端阻力存在临界深度,3种桩型中桩端阻力最大的是平底桩,60°尖头桩的桩端阻力最小;桩端阻力随刺入速度的增大而增大,但在不同刺入深度,其变化规律并不一致.在同一位置随着桩刺入深度的增大,桩侧阻力逐步减小,上部桩侧阻力为零或负值;在刺入深度相同时,沿桩的深度方向桩侧阻力逐步增大.     

不同直径单桩静压贯入力学特性模型试验研究

为探讨不同桩径静力压入单桩的贯入力学特性，设计了不同桩径的模型桩，基于光纤光栅（Fiber Bragg Grating，简称FBG）传感技术，开展了黏性土中静压贯入两种不同直径单桩的模型试验研究。结果表明：试桩的压桩力基本呈线性增加趋势，桩径越大，压桩力越大；桩径不同会影响单桩的荷载传递性能，由于桩径越大挤土效应越明显，沿深度方向的桩身轴力传递性能优于小桩径桩；桩身单位侧摩阻力随深度增大而增大，桩径越大，对土体的侧向挤压力越大，桩身单位侧摩阻力越大；同一深度，两种不同直径单桩桩身单位侧摩阻力都出现“侧阻退化”现象，“侧阻退化”现象随着贯入深度的增加越明显，且桩径越大，桩身单位侧摩阻力退化越显著；均质黏性土地层静压沉桩阻力主要为桩端阻力，沉桩结束时，试桩桩端阻力占沉桩阻力的比例分别为59.5%和66.2%，不同的桩身直径既影响桩端阻力，又影响桩侧阻力。确定静压贯入沉桩阻力时，考虑基于黏性土的侧阻退化后实际值更为合理。     

基于Ohde理论的群桩极限端阻力计算公式

为从理论上探讨群桩中桩-土-桩的相互作用,分析该作用对群桩端阻力形成机理的影响,以建立在压缩机理之上的适用于单桩端阻力分析的Ohde理论为基础,提出了无黏性土中群桩极限端阻力的计算模式,据此分别推导出了群桩中边桩和中桩的极限端阻力理论计算公式.该公式能够定量反映桩距、桩径、桩端的入土深度和桩端以下土层的物理力学性质等因素对极限端阻力的影响,计算得到的群桩极限端阻力随相对桩距(桩距与桩径之比)减小而增加的规律与模型试验的实测结果基本一致.     

黏性土中静压沉桩贯入力学机制室内试验研究

针对均质黏性土地层,通过室内模型试验对静压沉桩贯入力学机制进行研究,讨论了桩端形式对于其贯入力学机制的影响特征。同时,将双壁开口模型管桩用于分离沉桩阻力中“土塞阻力”,获得了开口管桩贯入过程中内管桩身轴力、桩内侧摩阻力的变化规律。结果表明,不同桩端形式不仅关系到桩端阻力的发挥,而且对桩侧摩阻力亦产生显著影响;随深度的增加,闭口桩桩身轴力不断减小,开口桩距离桩底远的桩身轴力递减的速率逐渐增大,接近桩顶处轴力基本为0;桩身单位侧摩阻力随深度持续增加,开口桩外管桩身单位侧摩阻力发挥程度小于闭口桩;在同一深度处,随着贯入深度的增加,桩身单位侧摩阻力不断减小,即“侧阻退化”现象,且随着贯入深度的增加,该位置处桩身单位侧摩阻力减小的越大,与已有关于静压沉桩贯入力学特性研究结论相符。     

开封火电厂技改工程静压预制桩基础问题分析

以开封火电厂技改工程为例 ,根据现场检测结果 ,探讨了影响静压预制桩沉桩深度成因 ,分析了静压桩承载力的分布规律 .得出静压桩的沉桩深度和承载力与地基土的性状密切相关 .尽管桩端进入砂层深度较小 ,却可以在桩端平面附近良好土层的作用下提供较大的端阻力     

嵌岩桩的极限端阻力发挥特性及其端阻力系数

嵌岩桩极限端阻力发挥特征及端阻力系数取值是岩土工程中嵌岩桩应用的重要研究课题之一。收集整理了不同地区学者在不同时期、不同岩石性质和不同嵌岩条件下开展的165个嵌岩桩端阻力试验成果,主要包括嵌岩段岩石类型及其天然单轴抗压强度、嵌岩直径与嵌岩深度、嵌岩桩极限端阻力等。定义嵌岩桩极限端阻力与岩石天然单轴抗压强度的比值为嵌岩桩端阻力系数,分析了桩径、嵌岩深度、嵌岩深径比和岩石强度对嵌岩桩极限端阻力和端阻力系数的影响规律,建立了嵌岩桩极限端阻力及端阻力系数与岩石单轴抗压强度之间的拟合关系式。     

静压PHC管桩承载特性的试验研究

通过在预应力高强混凝土管桩（PHC桩）的桩顶、桩端及各节桩接桩分界面粘贴应变片的精细静荷载试验,研究了沈阳地区高强预应力混凝土管桩的荷载传递机理,分析了侧阻力、端阻力的变化规律,实测了压桩力与入土深度的相互关系.考虑到沈阳地区土质特性,PHC管桩在本地区呈摩擦端承型,而不是南方地区的摩擦型桩.     

桩端土和桩侧土在荷载传递过程中的相互强化

通过模型试验和现场测试，对桩侧土和桩端土在荷载传递过程中的相互强化作用进行了研究，并对这种相互强化作用机理进行了深入的理论分析。研究发现：不但桩端土的强度对桩侧土的极限摩阻力的发挥具有强化作用，同样，桩侧土的强度对桩端的极限端阻力的发挥也具有强化作用。     

计算静压桩沉桩阻力的综合调节系数法

利用静力触探的资料,结合图形显示技术计算沉桩阻力,并通过调节桩端阻力和桩侧摩阻力的两个修正系数α、β来使计算曲线和实测曲线吻合。计算中可以变化选取桩尖以上、桩尖以下不同深度范围内土的静力触探锥尖阻力qp,以考察对沉桩阻力的影响;并可将压桩力分离为桩侧摩阻力和桩端阻力,分别加以研究和调整。文中称这种计算压桩力的新方法为综合调节系数法。计算实例表明,在压桩过程中,入土浅时主要是克服桩端阻力;随着桩入土深度的增加,桩侧摩阻力累计值也逐渐增大,占沉桩阻力的比例提高。当桩端进入较硬在持力层后,桩端阻力有明显的提高。用静力触探侧摩阻力fs计算桩的侧摩阻力时,土层性质不同调整折减的幅度不一样,在粘性土中调整幅度较大,而在砂性土中调整的幅度较小。     

嵌岩桩竖向承载机理的数值分析

嵌岩桩的极限承载力高,在现场试验中很难将其加载至破坏和监测破坏时分析嵌岩段摩阻力的分布特征.在有限单元法的基础上,采用ANSYS软件,对两个嵌岩桩模型进行了竖向承载机理模拟.分析了桩端阻力在桩顶荷载中的比例、不同土层侧摩阻力的分布等状况.数值模拟结果表明:嵌岩桩的桩顶荷载由桩侧摩阻力与桩端阻力共同承担,桩侧阻力占60%～70%,桩端阻力和嵌岩层阻力占30%～40%;土层侧摩阻力达到极限时,桩端阻力和嵌岩层的侧摩阻力还可以进一步的发挥.     

桩端土和桩侧土在荷载传递过程中的相互强化

通过模型试验和现场测试,对桩侧土和桩端土在荷载传递过程中的相互强化作用进行了研究,并对这种相互强化作用机理进行了深入的理论分析。研究发现:不但桩端土的强度对桩侧土的极限摩阻力的发挥具有强化作用,同样,桩侧土的强度对桩端的极限端阻力的发挥也具有强化作用。     

利用岩体经验强度准则确定嵌岩桩村端阻力的探讨

本文考虑了岩体结构面,岩块单轴抗压强度,应力状态的影响,引入了Ｈｏｅｋ－Ｂｒｏｗｎ岩体经验强度准则,利用极限平衡原理,推导了嵌岩桩桩端阻力的计算式,并分析了桩端阻力与桩长,嵌岩深度的关系,文中最后指出,尽管桩端阻力在所受荷载中所占比例不大,但正确估计桩端阻力对优化嵌岩桩的设计,节约造价仍有重要意义。     

基于滑移线理论考虑桩端摩擦的桩端阻力计算

针对传统桩端阻力计算未考虑中间主应力以及桩端粗糙程度的缺陷,基于一定的滑移线场假设,建立滑移线场,同时考虑中间主应力和桩端粗糙程度的影响,运用滑移线的基本性质,推导出被动区的积分常数,再由主动区的受力情况推导出该区的积分常数,运用同一滑移线上的积分常数相等的性质,推导出既考虑中间主应力又考虑桩端粗糙程度的桩端阻力计算公式。该公式在桩端完全光滑时,可退化为Prandtl解,并且随着b值和桩端粗糙程度的增大,桩端阻力随之增大,与实际情况相符。推导出的公式能够灵活运用于工程实际情况。     

一种变截面桩的对比试验研究

主要研究了锥形桩在竖向桩顶加荷方式下竖向极限承载力,桩侧摩阻力及桩端阻力的发展规律,并与同条件下等截面桩进行对比来分析其经济效果.     

基于单桥静力触探的静压桩沉桩阻力估算方法

为了通过单桥静力触探指标比贯入阻力来模拟计算静压桩沉桩阻力，根据《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）中由比贯入阻力计算的单桩承载力与现场压桩试验所得到的压桩力进行比较，提出了考虑桩端阻力和桩侧摩阻力的综合修正系数α、β来估算静压桩沉桩阻力的计算方法，给出桩端阻力和桩侧摩阻力的计算公式；针对不同土层，给出了不同综合修正系数建议值；基于自行编制的Visual Basic可视化程序，以曲线的形式将计算结果直观地显示出来。实际工程的模拟计算和压桩力的实测结果进一步表明采用综合修正系数计算沉桩阻力完全可行。     

桩端土特性与桩侧阻力关系的有限元分析

桩端阻力和桩侧阻力不是相互独立的,桩端土特性不同将影响桩侧阻力的发挥.通过有限元软件进行数值分析,研究了不同桩端土特性对桩侧阻力的影响.结果表明:提高桩端土的强度不仅可以减小桩端沉降,还可以使桩身总侧阻力提高;桩端强度的提高会提高桩侧阻力,尤其是桩端附近桩侧摩阻力;同时,从桩端部位土体随荷载增加位移发展过程的角度,对增强效应机理进行解释.     

宁东地区深基础桩端极限承载力初探

为了确定宁东地区中风化的砂岩及泥岩桩的极限端阻力,结合宁夏宁东地区3个工程实例的试验研究,针对宁东地区具体工程的地质特点,应用深层平板载荷试验方法,以及试桩埋设有测量桩身应力、应变,桩底反力的传感器方法,测定桩的端阻力,对工程场区的深部地基、土层及大直径桩桩端持力层的承载力进行了评价.试验结果表明,宁东地区中风化的砂岩及泥岩桩的极限端阻力值远高于现行的《建筑桩基技术规范》JGJ 94—2008和《岩土工程手册》中所提供的桩的极限端阻力值.该试验研究为宁东能源重化工基地建设工程积累了宝贵的第一手资料,也为勘察设计单位优化基础方案设计、降低工程造价提供了依据.     

黏性土中开口与闭口模型管桩受力性状试验研究

为研究开口和闭口试桩在黏性土体静力沉桩过程中荷载传递规律及承载性能的差异性,采用桩身开槽预埋增敏微型光纤光栅传感器的方法,针对黏性地基土,开展两组不同桩端形式模型试桩承载性能对比试验,测得沉桩过程中压桩力、桩端阻力、桩侧摩阻力及桩身轴力发展变化规律。结果表明：光纤光栅传感器可实时监测沉桩过程中桩身受力状态;开口和闭口模型管桩的压桩力、桩端阻力等荷载均随着沉桩深度的增加呈增长趋势,而不同贯入深度下的桩身轴力却逐渐递减;黏性土中的静力压桩、开口管桩和闭口管桩的桩端阻力占比均超过50%;在桩侧摩阻力发挥上,双壁开口模型管桩外管是内管的3倍。当开口管桩贯入深度达到最大值90 cm时,土塞高度稳定在33 cm,此时,桩侧单位侧摩阻力的分布呈下大上小的形式。     

松花江漫滩地区静压PHC管桩沉桩阻力理论估算与数值分析

目的给出松花江漫滩地区采用综合调节系数法估算静压PHC管桩沉桩阻力所需要的综合修正系数;找出数值分析的静压PHC管桩沉桩阻力与估算的沉桩阻力及实测压桩力之间的关系．方法根据松花江漫滩地区具有代表性工程的静力触探数据和实测压桩力,对采用综合调节系数法估算的静压PHC管桩沉桩阻力与实测压桩力进行对比分析;采用有限元分析软件ANSYS对代表性工程的静压PHC管桩的桩土相互作用进行数值分析．结果松花江漫滩地区采用综合调节系数法估算静压PHC管桩沉桩阻力所需要的综合修正系数为α为0．5—1．0、β为0．6～1．0;数值分析的静压PHC管桩沉桩阻力与估算的沉桩阻力及实测压桩力之间存在一定误差,但变化趋势是一致的．结论静压PHC管桩沉桩过程与静力触探过程之间存在着内在的、本质的联系,采用静力触探数据估算静压管桩的沉桩阻力是可行的;针对松花江漫滩地区相似性质的土层,采用给出的综合修正系数,得到静压管桩的沉桩阻力,从而合理地选择施工设备,降低工程造价．     

秦巴山区软岩地基桥桩承载性状试验研究

为了研究软岩地基桥桩的荷载传递性状、破坏机理,并获取在该地质条件下更为可靠的桩基计算参数,对秦巴山区软岩地基3根钻孔灌注试桩进行竖向静载试验。结果表明:秦巴山区软岩地基桥桩试桩荷载-沉降曲线呈陡降型,实测竖向极限承载力为20 500 kN,桩的破坏方式为桩身材料强度破坏; 淤泥质亚黏土地层中的碎石起到一定的骨架作用,增强了此地层桩极限侧阻力,发挥极限侧阻力所需的桩-土(岩)相对位移为4～8 mm; 强风化砾岩表现为加工软化型,发挥极限侧阻力所需的桩-土(岩)相对位移为3～8 mm; 中风化砂砾岩表现为明显的加工硬化型,所需的桩岩相对位移大,且桩极限侧阻力的特征点不明显; 淤泥质亚黏土地层桩侧阻力占总荷载的60%～70%,随着桩顶荷载的逐步加大,该地层桩侧阻力所占比例不断下降,而嵌岩段桩侧阻力所占比例逐渐上升,达到55%～65%,嵌岩段桩侧阻力沿桩深的分布曲线表现出非线性的特征; 试桩为端承摩擦桩,桩端阻力约占桩顶荷载的20%左右,且未充分发挥,在上部结构允许的沉降范围内,适当增加桩端的沉降有利于端阻力的发挥; 桩侧阻力先于端阻力发挥,建议单桩承载力设计时分别采用不同的端阻力和侧阻力安全系数。