荷载传递机理

摘要： 为分析隧道围岩中全长粘结式锚杆锚固界面剪切作用的非线性特性及其受力特性,建立了锚固界面剪应力与剪切位移的双曲正切函数模型,推导了围岩变形作用下全长粘结式锚杆的荷载传递方程,采用有限差分方法和Newton迭代公式建立了锚杆受力特性计算方法,并采用典型隧道工程锚杆试验实测结果进行了验证。在此基础上,分析了围岩变形作用下全长粘结式锚杆的轴力和界面剪应力分布特征,探讨了锚杆长度、界面剪切强度和初始剪切刚度、围岩位移释放系数等因素对锚杆受力的影响。研究结果表明:①双曲正切函数模型采用单一函数曲线刻画了界面剪应力与剪切位移的非线性关系及锚固界面剪切刚度演变规律,可有效描述隧道围岩中全长粘结式锚杆的受力特性;②锚杆锚固力随着锚固长度的增加而逐渐增大,但其锚固长度存在临界值;超过临界值后,锚杆锚固力基本不变;③随着界面剪切强度和刚度的增加,锚杆锚固力逐渐增大,中性点位置移向临空面一侧,界面剪应力向临空面和锚杆末端聚集;④围岩位移释放系数越小,锚杆支护后所提供的锚固力越大。实际工程中,宜根据围岩稳定状态及所需锚固力大小,合理确定锚杆支护时机和长度。

摘要： 针对常用混凝土预制桩桩体不易植入、挤土效应严重、桩周土发生剪切破坏而桩身强度无法发挥的问题,改用水泥土复合预制桩进行地基处理和桩基础施工.建立有限元模型,在可靠性分析和对比分析的基础上,研究了水泥土复合预制桩的荷载传递机理.结果表明:水泥土复合预制桩可以充分结合水泥土桩和混凝土预制桩两种桩型的优势,能够利用水泥土桩侧表面积大的优势提供较大的侧摩阻力从而提高的承载力;在水泥土桩中插入高强度混凝土预制桩能有效控制沉降.

摘要： 为研究不同冻结温度及含水率对冻结粉土中锚杆抗拔性能的影响,根据冻土与混凝土接触面的力学特性和变形规律,采用双曲线模型描述锚杆-冻土接触面的剪切特性.基于荷载传递法,建立考虑温度和含水率影响的锚杆荷载传递方程,采用有限差分法进行求解,得到锚固段的剪应力、轴力及承载力计算式;通过ABAQUS数值模拟验证荷载传递方程的合理性,结合算例分析表明:冻土中锚杆抗拔承载力大于常温土,且温度越低承载力越高;在相同荷载作用下,冻土温度越低,轴力沿深度衰减越快,剪应力分布越不均匀;相同冻结温度下,锚杆承载力随含水率的增大呈先增大后减小的趋势;增加锚固体直径能有效地提高锚杆的极限承载力.

摘要： 为了研究桩长对海底防沉板—桩复合基础在水平、弯矩和扭转荷载作用下承载特性的影响,以我国南海水深200 m的某工程实例为研究对象,利用Flac 3D有限差分仿真软件建立了计算模型。研究了桩长为4 m、6 m和8 m的防沉板—桩复合基础在水平、弯矩和扭转荷载作用下的极限承载力和荷载传递机理。结果表明,桩长超过6 m时复合基础的水平承载力显著增长,在水平加载过程中,防沉板总是先达到极限状态而破坏,桩基础的贡献在加载后期体现,且桩长为4 m、8 m时,桩基础与防沉板的连接处弯矩最大;随着桩长的增加,复合基础的抗弯承载力大幅提高,桩基础对复合基础的抗弯承载力贡献增大,当桩长超过8 m,桩长的增加对提高复合基础的抗弯承载力意义不大;在弯矩加载过程中,桩长对于防沉板、桩基础的荷载分配有显著影响,桩长为4 m时,外荷载主要由防沉板承担,当桩长超过4 m时,外荷载主要由桩基础承担;当扭转荷载不超过2100 kN·m时,防沉板承担主要荷载,直至防沉板达到极限状态而发生旋转,随后桩基础的承载力逐渐发挥;对于桩长为6 m、8 m的复合基础,其极限状态根据防沉板适用性准则确定。

摘要： 基桩自平衡法自提出以来得到了广泛的应用,但任备受争议.本文在已有研究的基础上,通过对基桩自平衡法和传统静载试验方法荷载传递传递机理分别进行研究,得出了基桩自平衡法与传统静载试验荷载传递机理的特点和区别,对以后自平衡法的研究具有一定的参考价值.

摘要： 本文对复合地基理论和技术应用体系形成和发展作了简要介绍。首先简要介绍复合地基技术的发展背景和复合地基技术理论框架在中国的形成过程,然后介绍复合地基的荷载传递机理和位移场特性,指出复合地基荷载传递机理和位移场特性是复合地基设计和优化的理论依据。介绍基础刚度对复合地基工作性状的影响,并指出在柔性基础下桩体复合地基设计中不能简单搬用刚性基础下桩体复合地基设计中的设计计算方法和设计参数。简要介绍了复合地基技术应用体系的形成过程,分析了复合地基理论和技术的发展对基础工程学的贡献,最后对复合地基理论和技术的发展作了展望。

摘要： 为研究拉力型锚杆锚固段荷载传递非线性特性,假定剪应力与剪切位移呈双曲线非线性关系,推导锚杆锚固段荷载传递非线性微分方程,并采用有限差分法进行求解.根据某现场抗浮锚杆试验,确定计算参数,分析轴力沿锚杆的分布规律及影响锚杆荷载传递的因素,并将本文计算值与实测值进行对比.研究结果表明:锚杆轴力与剪应力沿锚固长度均呈非线性分布,轴力分布表现为一条凹递减曲线,而剪应力则集中分布于张拉端;锚固界面综合刚度系数K的取值对轴力与剪应力分布有着重要影响,剪应力与锚杆轴力均随K值增大而增大,而K值愈大,剪应力则愈集中地分布于锚杆张拉端;增大锚固体直径使剪应力分布更加均匀,并有效地提高锚杆的极限承载力.计算结果吻合良好,表明该计算方法切实可行.

摘要： 通过对埋设有实测内力元件的24根DX挤扩灌注桩和3根大比例尺现场模型DX桩的静载荷试验,系统地分析DX桩轴力传递规律与特点,详细地分析在极限状态和工作状态时总侧阻力、总盘端阻力与总桩端阻力的发展与分配,桩身各分段单位侧阻力的发展,承力盘单位盘端阻力和单位桩端阻力的发展.文中对DX挤扩灌注桩和等直径钻孔灌注桩的荷载传递机理及对DX桩抗压和抗拔承载力机理进行比较分析.此外,还指出如何保证实施完整的静载荷试验,以获得有用的荷载传递资料.上述分析结论,为单桩竖向抗压极限承载力标准值的估算公式提供翔实的依据,也可作为类似工程设计的参考.

摘要： 本文通过对变形桩的静载荷试验和对桩身轴力的测试,分析了桩在竖向荷载作用下的荷载传递机理和沉降特性,测试了桩身侧摩阻力和承力盘的端承力分担荷载的比例.并且指出在承载力比较高的土层中,扩大头的间距可以适当的减小.

摘要： 土拱效应的形成条件和荷载传递机理是刚性桩复合地基桩-土协调共同作用的关键性技术问题.基于ABAQUS三维有限元数值软件,研究路堤填土性质、路堤高度、桩间距等因素对土拱效应的形成和荷载传递特性的影响规律,分析路堤以及软土中应力和应变发展规律.研究结果表明:路堤高度h与桩间距s比值对土拱效应产生具有重要影响,当h/s ≤ 0.5时,没有土拱效应产生;当0.5≤h/s≤1.5时,土拱效应没有完全产生;当1.5≤h/s时,产生完整的土拱效应;桩承式路堤中最大拱效应发挥作用时,桩间土所受竖向极限应力与路堤填土自重比值σs,ult/γh约在0.2～0.4之间;土拱效应作用下,路堤填料中土体发生破坏的部位与桩间距和土体性质有关.

摘要： 通过现场静载荷试验,在膨胀土地基中,对桩身穿越大气影响深度并以硬塑黏土为承力盘和桩端持力层的单节DX挤扩灌注桩,及以硬塑黏土为上承力盘持力层和以硬塑-坚硬黏土为下承力盘和桩端持力层的两节DX挤扩灌注桩的极限承载力进行判定,分析其荷裁传递机理,并对其侧阻力、盘端阻力和桩端阻力的分配及发展规律进行研宄.该两种桩型在极限状态下均显示出以总侧阻力为主的特性,属于端承摩擦桩.

摘要： 深入探讨了嵌岩桩的荷载传递机理.针对目前规范采用的嵌岩桩嵌岩深度计算方法的不足,根据嵌岩桩承载机理建立荷载传递方程,提出按基桩竖向荷载传递特性确定嵌岩桩嵌岩深度的计算方法,并得到桩端荷载分担比与嵌岩深度的表达式.通过算例深入研究了嵌岩深度及桩端荷栽分担比随桩项沉降变化规律.结果表明,同等条件下桩顶沉降要求越小,所需嵌岩深度越大;沉降越大,桩端所承受荷栽比例越大;桩端荷栽分担比随嵌岩比的增加而·减小.该方法可同时考虑上部结构对沉降的要求与桩端荷载分担的比率,从安全和经济角度综合确定嵌岩桩的嵌岩深度.

摘要： 通过对大量嵌岩桩现场试桩资料的统计分析得出，试桩荷载下软岩嵌岩桩承载特性主要表现为端承摩擦桩，亦具有摩擦端承桩或端承桩的特性；嵌岩桩侧阻与端阻的发挥是异步的，即侧阻先于端阻发挥，建议将侧阻和端阻分别取不同的安全系数来设计单桩竖向承载力；嵌岩桩的破坏特征表现为突然破坏，破坏的原因有2种：①桩体发生破坏；②桩的嵌岩部分发生破坏，发生破坏的位置有桩岩界面、桩周围岩；现场试桩资料表明，即使是软岩嵌岩桩其破坏形式亦有可能是桩体材料破坏，因此，嵌岩桩设计时，尚应考虑桩身强度对其承载力的控制作用；最后对现行各行业规范进行了分析，指出一些仍需完善和探索的地方。

摘要： 通过PHC桩竖向荷载下的静载试验和现场高应变及管桩土塞高度测试,研究了高强度预应力管桩的荷载传递机理,得到了压桩力与入土深度的相互关系。利用现场试验和有限元结果分析,得到了本工程土塞效应发挥程度。

摘要： 通过不同桩间距的3组超长群桩模型试验数据分析了超长群桩的荷载传递机理和承载力特性,得到了超长群桩侧阻力与桩间距的关系、超长群桩承载力与桩间距的关系以及超长群桩效应系数与桩间距的关系。从超长群桩轴力分布研究了超长群桩的有效桩长问题,其结果对于超长群桩的理论研究和工程应用具有重要参考价值。

摘要： 湿陷性黄土地基的湿陷特性会对建筑物带来不同程度的危害,在湿陷性黄土地基上建造建筑物时,需要选择适当的地基基础方案。复合载体夯扩桩具有单桩承载力高、沉降小等优点,在经济上也优于其他类型的桩基础。本文分析了复合载体夯扩桩的荷载传递机理,通过工程实例,介绍复合载体夯扩桩在湿陷性黄土地基中的应用,并通过两个工程实例的对比,阐述复合载体夯扩桩在不同性质持力层上的工程特性。

摘要： 介绍了桩承式路堤的研究现状及发展动态,讨论了如下土拱模型:Marston或Terzaghi沟槽土拱模型、楔形土拱模型、金字塔形土拱模型、半球形土拱模型等及如下加筋体拉力计算模型:张拉膜理论、梁或者薄板荷载传递平台理论.介绍了数值分析的结果.并指出了在理论研究和工程设计等方面有待进一步探讨的问题.

摘要： 本发明公开了一种用于超长桩荷载传递机理研究的荷载传递函数计算方法，该计算方法包括如下步骤：收集软土地区超长桩的试桩资料，研究超长桩侧摩阻力随桩侧土体剪切位移变化的规律，获得实测荷载传递τ～s曲线；之后根据实测荷载传递τ～s曲线得到非加工软化型桩土界面荷载传递函数和加工软化型桩土界面荷载传递函数；参照矩阵位移法，基于实测荷载传递函数对超长桩的荷载传递基本微分方程进行数值求解；采用迭代法计算，并编制计算软件；利用该计算软件对超长桩完整的加载过程进行模拟。本发明的优点是，本荷载传递函数可理想模拟单桩荷载传递机理的特性，直观的反应超长桩桩身范围内不同土层承载力发挥的异步特征，在超长桩理论分析方面具有优势。

摘要： 本发明公开一种等效水平受荷桩受力过程和荷载传递机理的模拟方法，实现了对水平受荷桩(可选择增加桩顶轴向力)受力过程的物理模拟和可视化教学，对水平受荷桩研究具有一定的指导意义；施压组件和传压组件对应连接在一起对设置在反力框架内的模型桩平行于桩顶水平力施加方向施加了初始土压力，侧向摩擦系统在平行于水平力加载方向模型桩两个侧面施加了桩侧摩擦力，桩身测试系统用于测试模型桩桩身各个截面压力和位移的变化，通过桩顶水平向加载系统和桩顶竖向加载系统对模型桩桩顶分级施加水平循环力或预先在桩顶施加竖向力，并测试分级施加水平循环力过程中桩顶水平变形和竖向变形，由此实现水平受荷桩受力过程的模拟。

摘要： 本发明公开一种等效水平受荷桩受力过程和荷载传递机理的模拟装置，实现了对水平受荷桩(可选择增加桩顶轴向力)受力过程的物理模拟和可视化教学，对水平受荷桩研究具有一定的指导意义；施压组件和传压组件对应连接在一起对设置在反力框架内的模型桩平行于桩顶水平力施加方向施加了初始土压力，侧向摩擦系统在平行于水平力加载方向模型桩两个侧面施加了桩侧摩擦力，桩身测试系统用于测试模型桩桩身各个截面压力和位移的变化，桩顶水平向加载系统和桩顶竖向加载系统用于对模型桩桩顶分级施加水平循环力或预先在桩顶施加竖向力，并测试分级施加水平循环力过程中桩顶水平变形和竖向变形，此装置可实现水平受荷桩受力过程的模拟。

摘要： 本发明公开了一种静钻根植桩荷载传递机理模型试验的装置及方法，其装置包括反力架、主千斤顶、垫块、桩身套筒、桩孔套管、水平连接梁、卡箍、底兜或桩底套筒；其方法的关键在于：在安装加载系统和数据采集系统的过程中，同步连带着完成静钻根植桩模型的成桩。该装置及方法能排除桩端阻力的干扰、单独且精确的测得桩侧摩阻力的发挥，也能检测出桩端阻力和桩侧摩阻力同时存在时两者的相互关系。

摘要： 本发明公开了一种可视化能量桩－土荷载、温度传递机理模型试验装置和试验方法，其特征是它包括透明模型槽，槽内设有埋设在模拟桩周土、桩端土的透明土中的透明能量桩，所述透明能量桩为空心，桩底封闭，桩内布置有传热管，所述传热管与冷热循环机构联接；透明能量桩桩侧埋设有测量透明能量桩桩体轴力变形和温度变化的光纤光栅，桩底埋设有测量透明能量桩桩底应力的土压力盒，透明模型槽外一侧设有安装在移动机构上的激光源，透明模型槽外的正视面、俯视面设有可观察透明模型槽空间的数码相机，数码相机通过数据线与处理装置联接；本发明试验装置操作简便，可重复性强；配制的透明土与天然土土体性质的相似性好；试验方法可用来探索能量桩－土传热机理及荷载传递机理。

摘要： 本发明公开了一种用于超长桩荷载传递机理研究的荷载传递函数计算方法，该计算方法包括如下步骤：收集软土地区超长桩的试桩资料，研究超长桩侧摩阻力随桩侧土体剪切位移变化的规律，获得实测荷载传递τ～s曲线；之后根据实测荷载传递τ～s曲线得到非加工软化型桩土界面荷载传递函数和加工软化型桩土界面荷载传递函数；参照矩阵位移法，基于实测荷载传递函数对超长桩的荷载传递基本微分方程进行数值求解；采用迭代法计算，并编制计算软件；利用该计算软件对超长桩完整的加载过程进行模拟。本发明的优点是，本荷载传递函数可理想模拟单桩荷载传递机理的特性，直观的反应超长桩桩身范围内不同土层承载力发挥的异步特征，在超长桩理论分析方面具有优势。

摘要： 本发明公开一种等效水平受荷桩受力过程和荷载传递机理的模拟装置，实现了对水平受荷桩(可选择增加桩顶轴向力)受力过程的物理模拟和可视化教学，对水平受荷桩研究具有一定的指导意义；施压组件和传压组件对应连接在一起对设置在反力框架内的模型桩平行于桩顶水平力施加方向施加了初始土压力，侧向摩擦系统在平行于水平力加载方向模型桩两个侧面施加了桩侧摩擦力，桩身测试系统用于测试模型桩桩身各个截面压力和位移的变化，桩顶水平向加载系统和桩顶竖向加载系统用于对模型桩桩顶分级施加水平循环力或预先在桩顶施加竖向力，并测试分级施加水平循环力过程中桩顶水平变形和竖向变形，此装置可实现水平受荷桩受力过程的模拟。

摘要： 本发明公开一种等效水平受荷桩受力过程和荷载传递机理的模拟方法，实现了对水平受荷桩(可选择增加桩顶轴向力)受力过程的物理模拟和可视化教学，对水平受荷桩研究具有一定的指导意义；施压组件和传压组件对应连接在一起对设置在反力框架内的模型桩平行于桩顶水平力施加方向施加了初始土压力，侧向摩擦系统在平行于水平力加载方向模型桩两个侧面施加了桩侧摩擦力，桩身测试系统用于测试模型桩桩身各个截面压力和位移的变化，通过桩顶水平向加载系统和桩顶竖向加载系统对模型桩桩顶分级施加水平循环力或预先在桩顶施加竖向力，并测试分级施加水平循环力过程中桩顶水平变形和竖向变形，由此实现水平受荷桩受力过程的模拟。

摘要： 本发明公开了一种静钻根植桩荷载传递机理模型试验的装置及方法，其装置包括反力架、主千斤顶、垫块、桩身套筒、桩孔套管、水平连接梁、卡箍、底兜或桩底套筒；其方法的关键在于：在安装加载系统和数据采集系统的过程中，同步连带着完成静钻根植桩模型的成桩。该装置及方法能排除桩端阻力的干扰、单独且精确的测得桩侧摩阻力的发挥，也能检测出桩端阻力和桩侧摩阻力同时存在时两者的相互关系。

摘要： 一种探究刚性桩复合地基荷载传递机理的渗流试验装置，主体模型箱，所述主体模型箱包括挡板和活动挡墙，所述活动挡墙侧面有加劲肋，对面挡板底部预留进水孔和排水孔，所述挡板面上焊接临时固定管道装置，所述管道均用法兰连接，所述模型箱内部有S形PVC管道，模型箱上部为升降支架，所述升降支架由两段方钢组成，下部与主体模型箱用螺母一连接，上部与方框用螺母二连接，所述方框包括角钢和带孔钢板，所述角钢一对边预留有槽道，所述带孔钢板两端通过螺母三与方框连接，其孔中插入三通接头，所述三通接头两侧与供水管路相连，下侧与降雨喷头连接，同时将降雨喷头固定在钢板上，所述供水管路，由不同长度的不锈钢波纹管组成，波纹管可任意弯曲变形，可实现降雨喷头位置的改变，充分满足降雨覆盖整个模型箱面积，本发明提供了一种装置，操作简单方便，能够通过降雨入渗及地下水位升降试验来探究刚性桩复合地基荷载传递机理的变化规律。