桩土效应

摘要： 连续刚构桥外形尺寸小、桥下净空大,福州市新建金山大桥主桥采用主跨110 m变高度预应力混凝土连续刚构桥,主桥根部梁高5.2 m,桥墩采用墩高9.57 m的单肢实心墩,介绍了大桥的设计参数、施工方案、计算方法等,对主墩和主墩基础设计进行深度分析。结果表明,该桥设计合理,可为类似桥梁的设计提供一定的参考。

摘要： 城市中的污水管道建设施工往往会遇到河道、房屋等阻碍,明挖施工经济成本高、社会效益差,基于以上背景非开挖顶管施工得以广泛应用。文章总结非开挖顶管施工的技术要点,依托运南路污水管跨老孟河顶管施工项目,进行数值模拟,研究顶管施工中的桩土效应。计算结果表明,顶管施工引起的桥台总位移仅0.38 mm,相邻桥台桩基的附加弯矩为56.1 kN·m,水平位移仅0.2 mm,顶管施工方案科学合理,可为类似的工程案例提供参考。

摘要： 以某近海导管架式海上风机结构为背景,基于ANSYS有限元软件分析不同桩土效应模拟方法对导管架式海上风机结构动力特性的影响,包括直接固结法、等效嵌固法、六弹簧法、m法、P-y曲线法、t-z曲线法和Q-z曲线法。结果表明:利用m法和P-y曲线法模拟水平向桩-土相互作用时对应的结构低阶频率十分吻合,起到互相验证的作用,而采用直接固结模型忽略桩土效应的影响会较大幅度地高估结构自振频率;采用3倍桩径等效嵌固模型以及六弹簧法模型均高估了结构自振频率,且六弹簧法在等效弹簧刚度计算方面较为繁琐。考虑有限元模拟的便利性,建议采用m法进行结构动力特性模拟。此外,对于摩擦桩,竖向桩土效应会较大幅度降低结构基频,因此需结合t-z曲线法和Q-z曲线法考虑竖向桩土相互作用对结构自振特性的影响。

摘要： 地震可能对桥梁结构产生巨大的破坏力,造成桥梁损伤,甚至垮塌。桥梁抗震一直是桥梁领域内的重要研究方向。本文归纳总结了2020年桥梁抗震领域的研究成果和发展趋势,主要包括:探索了用新型材料代替普通混凝土后墩柱的抗震性能;通过振动台实验和数值模拟,验证了摇摆隔震桥墩具有良好的抗震性能;采用碳纤维布护套加固墩柱可以显著提高墩柱的位移延性,减少残余位移;传统单肢转双肢薄壁高墩的抗震性能更好,主筋率较高的双肢薄壁墩滞回曲线较为饱满,耗能性能良好,提高轴压比显著提高桥墩的延性性能;带消能连梁的矩形空心双柱式高墩具有更好的耗能能力、承载能力和位移延性能力;采用摩擦摆支座加限位耗能杆的减隔震体系,具有良好减隔震效果,内力减震率可达20%以上;研究了用新型无粘结钢网橡胶支座(USRB)代替桥梁中无粘结叠层橡胶支座(ULNR)的可靠性;通过数值模拟,探究了近场地震动和土-结构相互作用对桥梁动力响应的影响。

摘要： 以双座串联大跨度斜拉桥——洪鹤大桥为背景,利用Midas/Civil分别建立了采用直接嵌固模型、等效嵌固模型、六弹簧模型、Winkler地基梁模型共四种不同桩土效应分析模型下的的全桥有限元模型,并对所有的有限元模型进行了动力特性分析.分析结果表明:双座串联大跨度斜拉桥具有自振周期较长、自振频率较低、模态密集、振型在东西桥交替出现等特点.同时发现考虑桩土作用会降低结构的整体刚度,延长结构的自振周期,会改变高阶振型,不同桩土效应模型对结构动力特性影响效果不同.对于软土场地上的大跨度斜拉桥推荐使用六弹簧模型和温克尔地基梁模型模拟桩土效应.

摘要： 由于自升式钻井平台的桩腿是通过桩靴插入复杂的土体中,因此桩土相互作用将会对平台各方面特性产生不可忽视的影响.在以往的计算中,为了简化计算常将桩腿底端模拟为铰支固定,这样的简化过于简单,不能充分考虑海底土对桩端的约束作用.本文基于动力Winkler梁理论,并结合Ansys软件建立了桩-土计算模型,利用该模型对某自升式钻井平台进行了一系列计算,发现考虑桩土效应的桩土模型明显小于规范规定的铰支模型的计算结果.桩-土动力相互作用模型是一个复杂的相互作用系统，本文基于Winkler地基梁模型，并结合大型商用有限元软件Ansys建立了相应的桩-土动力相互作用计算模型，利用该桩-土计算模型对自升式钻井平台进行静力分析、模态分析和动力分析，比较两种模型的计算结果，可以发现，规范规定的铰支模型，计算简单，应用方便，但忽略了桩腿底端和海底土的相互作用，简单地以铰支约束替代，从而使得桩腿上部承受相当大的弯矩，与实际相差较大，计算结果偏于保守;而本文提出的桩土模型，基于动力Winkler地基梁模型，考虑层状地基的影响，根据当地海域的土参数，建立相应的非线性弹簧模型来模拟桩腿底部桩靴和土的相互作用，合理地考虑了桩土效应对自升式钻井平台的影响，更好地模拟了自升式钻井平台底端的约束条件，可以为自升式钻井平台的设计提供有价值的参考意见。

摘要： 本文以某座大跨度斜拉桥为背景，采用有限元法，分别对七种不同的桩土效应分析模型进行分析比较，研究桩土效应对大跨度斜拉桥动力特性的影响。研究结果表明：考虑桩土效应使得结构刚度降低，自振周期变长。不同的桩土效应分析模型得到的低阶频率相差较小，各阶振型一致，高阶频率差别较人。对于大跨度斜拉桥的动力分析需要考虑桩土效应的影响。

摘要： 针对我国核岛厂房建设尚没有采用桩基础的现状,以某拟建核电厂嵌岩桩加固后的软土地基为研究对象,采用滑面应力法确定地基天然承载力,采用等效线性法描述近场地基非线性特征,粘性人工边界模拟辐射阻尼效应及考虑桩土效应影响的节点耦合,建立了桩-土-结构动力相互作用模型,并通过有限元分析计算得到静力、地震作用下桩体内力分布,给出满足抗震承载力要求的配筋方案.研究结果可为类似条件下的核岛厂房软土地基处理方案的抗震设计提供借鉴与参考.

摘要： 本发明涉及一种基于土拱效应的抗滑桩桩间距及桩板土压力的确定方法，属于滑坡、边坡、基坑等支挡工程技术领域。该方法包括以下步骤：步骤一：勘探滑坡治理工程现场，掌握地质勘察资料，形成地质勘察报告；步骤二：根据地质勘察报告进行滑坡推力的计算；步骤三：确定桩宽b；步骤四：给定精度控制量eps；步骤五：确定函数Φ的最小值Φmin，若Φmin≤eps，则转到步骤六，否则终止计算，表明此滑坡工程采用抗滑桩设计不合适；步骤六：确定桩间距和土拱方程；步骤七：计算桩板土压力。该方法与现有技术相比，可以提高抗滑桩设计的合理性，加大工程中抗滑桩能力的利用。

摘要： 本发明涉及建筑管桩施工设备技术领域，且公开了一种减少管桩沉桩挤土效应的装置，包括外套筒和管桩，所述外套筒的内部活动套接有内套筒，所述内套筒与外套筒同轴安装。通过外套筒、内套筒和环形活塞头的设置，使得利用体积和厚度较小的组合体插入软土层中，一方面减小软土向四周的排挤量，另一方面，对管桩的沉桩进行约束，并且当对管桩进行沉桩时，通过拉杆拉动环形活塞头上升，在外套筒与内套筒内形成负压，与管桩的沉桩相互配合，将内套筒中一部分软土从外套筒与内套筒之间向外排挤，同时，由于外套筒和内套筒对管桩侧面的防护，有效阻挡管桩排挤的泥土向侧边挤压，减小管桩的挤土效应对附近的沉桩带来影响。

摘要： 发明提供一种用于群桩沉桩挤土效应的透明土试验装置。该试验装置包括布置在试验平台上的透明模型箱和门型反力架，以及若干模型桩、沉桩加载设备和成像装置。所述透明模型箱的内腔底部布置有透水石。所述透水石上方填筑有透明土。所述模型桩按设计要求布设在透明土中。试验时，在模型试验箱内进行群桩沉桩挤土试验。该装置实现桩周围土体变形的可视化测量，群桩沉桩也可以观测到后沉入桩对先前沉入桩的影响，试验操作方便。

摘要： 本发明涉及一种基于土拱效应的抗滑桩桩间距及桩板土压力的确定方法，属于滑坡、边坡、基坑等支挡工程技术领域。该方法包括以下步骤：步骤一：勘探滑坡治理工程现场，掌握地质勘察资料，形成地质勘察报告；步骤二：根据地质勘察报告进行滑坡推力的计算；步骤三：确定桩宽b；步骤四：给定精度控制量eps；步骤五：确定函数Φ的最小值Φmin，若Φmin≤eps，则转到步骤六，否则终止计算，表明此滑坡工程采用抗滑桩设计不合适；步骤六：确定桩间距和土拱方程；步骤七：计算桩板土压力。该方法与现有技术相比，可以提高抗滑桩设计的合理性，加大工程中抗滑桩能力的利用。

摘要： 本发明公开了一种考虑土拱和变形空间效应的软土基坑双排桩支护结构，包括前排支护桩、后排支护桩及盖板，在前排支护桩与后排支护桩之间设有拱形搅拌桩止水帷幕，在前排支护桩与后排支护桩之间设有加筋水泥土墙，坑前设有格栅式搅拌桩，盖板连接前排支护桩与后排支护桩，构成空间共同承载结构，有效地提高空间抗弯扭刚度；拱形搅拌桩止水帷幕的拱形布置与双排桩间荷载传递的路径吻合，可显著提高承载拱内土体的强度，有效的控制承载拱内土体压缩；加筋水泥土墙与前排支护桩、后排支护桩共同形成复合墙墩，在不增加支护结构占地空间的情况下，可有效抑制软土基坑开挖存在的变形空间效应。

摘要： 本发明公开了一种基于桩土接触分析的水平群桩效应系数计算方法，应用于有限元分析软件中，包括：建立土体模型；在所述土体模型内建立N根群桩模型，基于所述群桩模型，计算获得位移规定值下群桩水平荷载规定值；在所述土体模型内建立单桩模型，基于所述单桩模型，计算获得位移规定值下单桩水平荷载规定值；通过所述群桩水平荷载规定值和单桩水平荷载规定值，计算水平群桩效应系数，本发明可以模拟不同土体和不同布置形式下的水平群桩效应分析，获得基于桩土接触分析的水平群桩效应系数，能够反映实际群桩基础的群桩效应大小，对工程实际中的群桩设计给出合理化建议及参考。

摘要： 实用新型提供一种用于群桩沉桩挤土效应的透明土试验装置。该试验装置包括布置在试验平台上的透明模型箱和门型反力架，以及若干模型桩、沉桩加载设备和成像装置。所述透明模型箱的内腔底部布置有透水石。所述透水石上方填筑有透明土。所述模型桩按设计要求布设在透明土中。试验时，在模型试验箱内进行群桩沉桩挤土试验。该装置实现桩周围土体变形的可视化测量，群桩沉桩也可以观测到后沉入桩对先前沉入桩的影响，试验操作方便。

摘要： 本实用新型提供了一种方便移动的软土中静压桩挤土效应试验模型，属于建筑领域。本方便移动的软土中静压桩挤土效应试验模型包括顶部敞开的模型箱，模型箱内平铺有泥土层，泥土层内竖直插有模拟桩，模拟桩上端伸出泥土层，试验模型还包括一顶部敞开的盒体，模型箱下半部分设于盒体内且两者固定，模型箱和盒体之间形成一环状间隙，盒体底壁上固定有四颗万向滚珠，盒体的左、右两侧均设有呈L形的支架，每个支架均包括竖直设置的固定部和水平设置的支撑部，固定部与盒体固定，支撑部沿竖直方向贯穿有螺纹孔，螺纹孔内螺接有螺杆，螺杆上、下两端均伸出螺纹孔，螺杆下端固定有防滑块。本试验模型具有方便移动的优点。

摘要： 本实用新型提供了一种软土中静压桩挤土效应试验装置，属于建筑领域。本软土中静压桩挤土效应试验装置包括呈矩形且顶部敞开的模型箱，模型箱具有底壁和四个侧壁，其中一个侧壁由透明玻璃制成，模型箱内平铺有泥土层，泥土层包括多个软土层和多个硬土层，软土层和硬土层自上而下交替分布，泥土层内竖直插有呈圆管状的模拟桩，模拟桩由有机玻璃管制成，模拟桩底部封闭且其底壁为平面，模拟桩上端伸出泥土层且该端部的长度占模拟桩的总长度的四分之一，由透明玻璃材料制成的这一侧壁的外表面上设有彩砂标识线，彩砂标识线数量与软土层数量相同且位置分别对准软土层和硬土层的交接处。本试验装置具有能模拟挤土效应的优点。

摘要： 本实用新型公开了一种考虑土拱和变形空间效应的软土基坑双排桩支护结构，包括前排支护桩、后排支护桩及盖板，在前排支护桩与后排支护桩之间设有拱形搅拌桩止水帷幕，在前排支护桩与后排支护桩之间设有加筋水泥土墙，坑前设有格栅式搅拌桩，盖板连接前排支护桩与后排支护桩，构成空间共同承载结构，有效地提高空间抗弯扭刚度；拱形搅拌桩止水帷幕的拱形布置与双排桩间荷载传递的路径吻合，可显著提高承载拱内土体的强度，有效的控制承载拱内土体压缩；加筋水泥土墙与前排支护桩、后排支护桩共同形成复合墙墩，在不增加支护结构占地空间的情况下，可有效抑制软土基坑开挖存在的变形空间效应。