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基于三维离散元的大直径钢圆筒下沉侧摩阻力

华南理工大学学报（自然科学版） 2020年第4期48卷 15-27页

作者：丁小彬施钰陈俊生华南理工大学土木与交通学院广东广州510640 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广东广州510640

基于三维离散元方法(DEM),采用颗粒流程序(PFC3D)对大直径钢圆筒在砂土中的贯入过程进行了数值模拟分析。分别建立了基于离心机原理的缩尺模型和调整细观参数的足尺模型,分析了圆筒贯入过程中的侧壁摩阻力分布以及土颗粒间的接触关系。... 详细信息

基于三维离散元方法(DEM),采用颗粒流程序(PFC3D)对大直径钢圆筒在砂土中的贯入过程进行了数值模拟分析。分别建立了基于离心机原理的缩尺模型和调整细观参数的足尺模型,分析了圆筒贯入过程中的侧壁摩阻力分布以及土颗粒间的接触关系。将数值结果与理论值、相关试验现象进行对比,验证了离散元模型的有效性。通过进一步的参数分析,研究了不同细观参数对侧摩阻力的影响。研究发现:与桩的贯入机制不同,大直径钢圆筒下沉过程中几乎没有土塞效应;内侧摩阻力接近总侧摩阻力的一半,侧摩阻力均存在侧阻疲劳效应;与缩尺模型相比,调整细观参数的足尺模型有更高的计算效率;细观参数与宏观反应存在密切联系。

关键词：离散元方法数值模拟大直径钢圆筒侧摩阻力

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侧摩阻力对桩基粒径效应的影响研究

岩土工程学报 2013年第S2期35卷 1016-1019页

作者：柳飞李东海吴炼石北京市市政工程研究院北京100037 北京交通大学隧道及地下工程教育部工程研究中心北京100044 山东省水利勘测设计院山东济南250013

通过对比不同长径比条件下单桩竖向承载力和桩端阻力粒径效应的不同,研究侧摩阻力对桩基承载力离心模型试验中粒径效应的影响。结果表明,由于侧摩阻力的作用机理与桩端阻力有较大的不同,在本试验范围内,不同桩径的模型桩模拟同一原型得... 详细信息

通过对比不同长径比条件下单桩竖向承载力和桩端阻力粒径效应的不同,研究侧摩阻力对桩基承载力离心模型试验中粒径效应的影响。结果表明,由于侧摩阻力的作用机理与桩端阻力有较大的不同,在本试验范围内,不同桩径的模型桩模拟同一原型得到的侧摩阻力均有较大的不同,而桩端阻力除长径比为5时存在粒径效应现象,其他试验条件下模拟同一原型得到的试验结果基本相同。由于侧摩阻力的影响,单桩竖向承载力的粒径效应比桩端阻力的粒径效应显著。

关键词：离心模型试验粒径效应桩基侧摩阻力

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悬索桥隧道式锚碇侧摩阻力近似解析算法

西南交通大学学报 2018年第5期53卷 974-981页

作者：肖世国赵琳智西南交通大学地球科学与环境工程学院四川成都610031 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室四川成都610031

为了解析计算悬索桥隧道式锚旋的侧摩阻力,基于弹性理论,并考虑锚旋前、后锚端边界条件,建立了锚碇侧摩阻力的计算表达式。首先,根据实际锚碇受力情况建立了锚碇分析模型;其次,在Mindlin解的剪应力一般表达式基础上,引入锚碇前、后锚端... 详细信息

为了解析计算悬索桥隧道式锚旋的侧摩阻力,基于弹性理论,并考虑锚旋前、后锚端边界条件,建立了锚碇侧摩阻力的计算表达式。首先,根据实际锚碇受力情况建立了锚碇分析模型;其次,在Mindlin解的剪应力一般表达式基础上,引入锚碇前、后锚端剪应力为0的条件以及锚碇的静力平衡条件予以修正,得到锚碇侧摩阻力的解析式;最后,引用模型试验结果验证了解析方法的合理性,并结合工程实例进一步揭示了锚碇侧摩阻力的分布规律.研究结果表明:锚碇摩阻应力沿轴向呈单峰曲线分布模式,解析计算与三维数值模拟的最大摩阻应力平均误差约为8.5%;当主缆拉力较小(1倍设计缆力)时,锚碇自重可导致较小的侧摩阻力;当主缆拉力较大(3.5倍设计缆力)时,锚碇自重对侧摩阻力影响相对减弱;随着主缆拉力逐渐增大,锚旋侧表面可能出现局部剪切破坏,侧摩阻力将产生重分布.

关键词：悬索桥隧道式锚碇侧摩阻力主缆拉力

考虑异形效应Y形桩侧摩阻力产生附加应力研究

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工程力学 2016年第8期33卷 194-204页

作者：王新泉张世民崔允亮周星德浙江大学城市学院土木工程系浙江杭州310015 河海大学土木与交通学院江苏南京210098

Y形桩作为一种新型反拱曲面异形桩,侧土压力和侧摩阻力具有沿桩周不均匀分布的特性,虽将侧摩阻力假定为均匀分布与假定为集中力相比,附加应力计算结果更符合实际分布规律,但仍存在一定偏差。基于球形孔扩张理论,建立了Y形桩桩侧侧土压... 详细信息

Y形桩作为一种新型反拱曲面异形桩,侧土压力和侧摩阻力具有沿桩周不均匀分布的特性,虽将侧摩阻力假定为均匀分布与假定为集中力相比,附加应力计算结果更符合实际分布规律,但仍存在一定偏差。基于球形孔扩张理论,建立了Y形桩桩侧侧土压力的不均匀分布模型,进而建立了侧摩阻力的不均匀分布模型,并用于附加应力的计算。以主要影响因素外包圆半径R、模板弧度θ为变量,分别对比研究了将Y形桩侧摩阻力假定为集中分布、均匀分布和考虑异形效应不均匀分布三种模式下附加应力的变化规律,并将考虑异形效应的侧摩阻力产生附加应力计算方法用于沉降计算,通过现场静载荷试验数据验证,考虑异形效应的侧摩阻力产生附加应力计算方法所计算的沉降值与实测值吻合度更高。

关键词：岩土工程 Y形桩附加应力计算侧摩阻力异形效应不均匀分布附加应力系数

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泥皮对旋挖灌注桩侧摩阻力影响分析

建筑技术开发 2022年第23期49卷 188-190页

作者：张贻贵田怀伍孙留榜马玉崔东梁中建二局第三建筑工程有限公司北京100070

泥皮是旋挖灌注桩施工中普遍存在的现象,在进行旋挖灌注桩承载力分析时应认真考虑泥皮对桩侧摩阻力的不利影响。通过对典型项目端承摩擦旋挖灌注桩竖向抗压静载试验Q–S曲线及s–lgt曲线分析,得出泥皮对旋挖灌注桩桩侧摩阻力降低范围值... 详细信息

泥皮是旋挖灌注桩施工中普遍存在的现象,在进行旋挖灌注桩承载力分析时应认真考虑泥皮对桩侧摩阻力的不利影响。通过对典型项目端承摩擦旋挖灌注桩竖向抗压静载试验Q–S曲线及s–lgt曲线分析,得出泥皮对旋挖灌注桩桩侧摩阻力降低范围值,并对旋挖灌注桩作为端承摩擦桩使用提出了一些建议供大家参考。

关键词：旋挖灌注桩泥皮侧摩阻力

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沉井在淤泥质土层中的侧摩阻力变化规律研究

科学技术创新 2022年第25期 66-69页

作者：郑蔺杨开放韩治马勇卢国营中电建路桥集团有限公司北京100048

为探究淤泥质土层中进行沉井作业时,其侧摩阻力的分布变化规律,从理论计算出发,分别分析静止土压力和库伦土压力的理论模型对沉井作业的应用方式。并在此基础上推导侧摩阻力计算模型及计算分析方法,得出了淤泥质土层总侧摩阻力的变化趋... 详细信息

为探究淤泥质土层中进行沉井作业时,其侧摩阻力的分布变化规律,从理论计算出发,分别分析静止土压力和库伦土压力的理论模型对沉井作业的应用方式。并在此基础上推导侧摩阻力计算模型及计算分析方法,得出了淤泥质土层总侧摩阻力的变化趋势和规律,最后结合工程实例进行实践分析,最终验证沉井侧摩阻力的构成及分布规律,为各类沉井技术的施工与技术控制措施提供参考。

关键词：沉井淤泥质土层侧摩阻力变化规律

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珊瑚礁地层大直径桥梁桩基侧摩阻力研究

土工基础 2023年第2期37卷 188-192页

作者：张荣余颂张国超刘建平中铁大桥勘测设计院集团有限公司武汉430050

大直径桩基具有低沉降和高承载力的优点,目前在大型跨江、跨海桥梁工程中使用日趋增多。生物沉积形成的珊瑚礁灰岩,具有弱胶结、结构疏松,高孔隙率等特性,当桥梁桩基置于该地层中,桩侧摩阻力有其独特的规律,传统的桩基侧摩阻力和承载力... 详细信息

大直径桩基具有低沉降和高承载力的优点,目前在大型跨江、跨海桥梁工程中使用日趋增多。生物沉积形成的珊瑚礁灰岩,具有弱胶结、结构疏松,高孔隙率等特性,当桥梁桩基置于该地层中,桩侧摩阻力有其独特的规律,传统的桩基侧摩阻力和承载力取值方法并不适用。结合马尔代夫某桥梁工程实例,综合室内模型桩试验、现场自平衡荷载试验等方法,对珊瑚礁地层中的大直径桥梁桩基侧摩阻力和承载力特性进行研究,并将测试结果与规范取值进行对比。结果表明,珊瑚礁地层具有较大的侧摩阻力和承载力,大直径桩基可作为一种常用的基础形式。礁灰岩桩侧摩阻力的发挥经历了接触压密、弹性剪切、剪切破坏和摩擦剪切四个阶段。珊瑚礁地层结构性强,钻探过程易受到扰动,严重降低其力学特性。

关键词：珊瑚礁灰岩大直径桩基础侧摩阻力承载力特性

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嵌岩桩嵌岩段侧摩阻力理论与试验研究

嵌岩桩嵌岩段侧摩阻力理论与试验研究

作者：蔡旺天津大学

学位级别：硕士

近年来海上大跨桥梁和港口等工程施工对桩基础承载力要求逐年增加。嵌岩桩具有承载力高、沉降量小等优点,已经成为了常见的基础形式之一。然而,由于桩-岩作用十分复杂,目前对于嵌岩桩承载力的评估大多采用经验公式。理论研究和工程实践... 详细信息

近年来海上大跨桥梁和港口等工程施工对桩基础承载力要求逐年增加。嵌岩桩具有承载力高、沉降量小等优点,已经成为了常见的基础形式之一。然而,由于桩-岩作用十分复杂,目前对于嵌岩桩承载力的评估大多采用经验公式。理论研究和工程实践表明,影响嵌岩桩承载能力的因素有很多,主要有桩径(D)、桩长(L)、嵌岩深度(Ls)、长径比(L/D)、嵌岩深度和直径的比(Ls/D)、岩石强度(UCS)、岩石风化程度、接触面粗糙度等。本文在总结前人试验及理论研究成果的基础上,开展模型试验和数值模拟对嵌岩桩侧摩阻力影响因素进行了研究,利用数据库数据对各种因素的影响比重进行了相关度分析,并对嵌岩桩承载机理进行了研究,得到了嵌岩桩侧摩阻力解析解。主要研究内容和创新点如下:(1)设计并实施了忽略端阻的嵌岩直桩竖向承载力模型试验,揭示了嵌岩深度、桩体刚度、嵌岩段岩石节理条件对嵌岩桩承载力、侧摩阻力的影响规律。(2)通过收集一系列已发表嵌岩桩承载力数据,建立了数据库,与前人提出的公式进行了比较,得出了目前计算相对准确的公式,同时利用灰色关联度分析的方法对多种因素对总承载力和侧摩阻力的影响进行分析,得到了不同因素的影响比重。(3)采用非连续变形分析法(DDA)对嵌岩桩承载力进行计算,通过与模型试验结果的对比,验证了 DDA计算结果的正确性,研究了嵌岩深度、桩体刚度、接触面属性和节理条件对嵌岩桩侧摩阻力的影响。(4)对嵌岩桩承载机理进行了理论分析,在忽略端阻情况下对桩土/岩接触面作用机理进行了研究,得出了在竖向荷载作用下,均质岩层中和岩-土两层中嵌岩桩承载力、桩身轴力、侧摩阻力的解析解。通过与模型试验和前人现场试验结果比较,验证了理论的正确性。

关键词：嵌岩桩侧摩阻力 DDA 数据库

刚性荷载下现浇X形桩复合地基桩侧摩阻力数值分析

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岩土工程学报 2012年第11期34卷 2134-2140页

作者：吕亚茹丁选明刘汉龙吴宏伟河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210098 河海大学岩土工程科学研究所江苏南京210098 河海大学水资源高效利用与工程安全国家工程研究中心江苏南京210098 香港科技大学土木工程系香港999077

作为异形截面桩,现浇X形桩承载特性主要受侧摩阻力特性的影响。采用有限元软件ABAQUS建立了三维X形桩和圆形桩单桩复合地基计算模型,对比分析了两种桩型的侧摩阻力分布特点和侧阻承载能力的差异。分别分析了X形桩侧摩阻力沿桩周和桩长... 详细信息

作为异形截面桩,现浇X形桩承载特性主要受侧摩阻力特性的影响。采用有限元软件ABAQUS建立了三维X形桩和圆形桩单桩复合地基计算模型,对比分析了两种桩型的侧摩阻力分布特点和侧阻承载能力的差异。分别分析了X形桩侧摩阻力沿桩周和桩长的分布特性。结果表明:X形桩侧摩阻力和侧阻承载能力都优越于等截面积的圆形桩,在理想成桩条件下,X形桩侧摩阻力在0.9倍桩长深度处比圆形桩侧摩阻力有较大的提高。在水平方向,由于土拱效应,X形桩凸出段侧摩阻力为凹弧段的1.5～3倍。深度方面,X形桩凸出段侧摩阻力与凹弧段侧摩阻力比值沿深度逐渐增大。这些结论为X形桩的承载力设计计算提供了一定的理论依据。

关键词：现浇X形混凝土桩侧摩阻力承载力正应力复合地基