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一种新型多支座桩及其抗拔特性数值模拟分析

一种新型多支座桩及其抗拔特性数值模拟分析

作者：郭玉安徽理工大学

学位级别：硕士

新型多支座桩是用专用工具在钻孔壁上挤压出半圆柱形凹窝,放入钢筋笼、浇筑混凝土,即在桩外侧形成支座。该桩与现有普通桩的区别在于:沿着桩体表面,每隔一定间距设有一定厚度半圆柱体支座。为研究该桩的抗拔特性,对其拉拔力、位移、侧... 详细信息

新型多支座桩是用专用工具在钻孔壁上挤压出半圆柱形凹窝,放入钢筋笼、浇筑混凝土,即在桩外侧形成支座。该桩与现有普通桩的区别在于:沿着桩体表面,每隔一定间距设有一定厚度半圆柱体支座。为研究该桩的抗拔特性,对其拉拔力、位移、侧摩阻力及荷载传递规律等问题进行了数值模拟分析。(1)给出了一种成腔工具及用成腔工具制备的新型多支座桩。(2)运用FLAC3D数值分析软件,研究了新型多支座桩不同的支座深入度、支座厚度、支座间距对其抗拔力的影响。共设计了 17组对比模型,并根据桩体上拔位移、极限承载力得到最优的支座深入度为0.50D、支座厚度为0.375D以及支座间距2.215D(D为桩径)。(3)在最优的支座深入度、支座厚度以及支座间距条件下,模拟桩长15m、桩直径0.8m、支座深入度0.4m、支座厚度0.3m、支座间距1.7m的新型多支座桩的抗拔力,与普通等截面桩相比,该桩的极限抗拔承载力提高了 110%。(4)针对最优条件下的新型多支座桩的抗拔力、位移、桩侧摩阻力等承载特性及桩身荷载传递规律的问题进行了数值模拟研究,并与普通等截面桩进行比较。图[34]表[12]参[51]

关键词：新型多支座桩侧摩阻力 FLAC3D 支座深入度支座厚度支座间距抗拔力位移

土体湿化膨胀与桩基相互作用的试验与理论研究

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岩土工程技术 2023年第6期37卷 713-719页

作者：王金淑赵志明吴光冯涛何刘河南省地质研究院河南郑州450016 西南交通大学四川成都611756 中国中铁二院工程集团有限公司四川成都610031

为研究同一湿度场环境下土体湿化膨胀与桩基相互作用的机理,设计了室内物理模拟试验,对土体湿化膨胀与桩基相互作用进行了分析。通过人工降雨入渗的方式模拟变化的湿度场环境,实时监测模型箱中不同入土深度的桩基抬升量以及膨胀土地基... 详细信息

为研究同一湿度场环境下土体湿化膨胀与桩基相互作用的机理,设计了室内物理模拟试验,对土体湿化膨胀与桩基相互作用进行了分析。通过人工降雨入渗的方式模拟变化的湿度场环境,实时监测模型箱中不同入土深度的桩基抬升量以及膨胀土地基的变形和应力数据,研究桩基入土深度与抬升情况的关系,基于非饱和土力学理论、桩–土相互作用剪切位移理论,提出考虑土体刚度和隆起量变化的侧摩阻力计算方法,并将桩侧摩阻力理论计算结果与模型试验结果进行对比分析。结果表明:在土体吸水膨胀过程中,桩体的向上抬升会引起桩底端部的卸载作用;地层隆起量随着深度的增加呈线性递减,随着桩尖入土深度的增加,桩顶隆起量呈对数趋势减小,增加桩长可以在一定程度上抑制桩基抬升;同时,基于剪切位移理论得出的桩侧摩阻力与基于非饱和膨胀土理论得出的桩的侧摩阻力及试验测试数据分布基本一致,表明本文所提出侧摩阻力计算公式是可靠的。

关键词：桩膨胀土模拟试验剪切位移法侧摩阻力

太湖隧道试桩测试中分布式光纤监测技术应用研究

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灾害学 2018年第A01期33卷 169-172页

作者：张堂杰万晓峰张磊江苏省地下空间探测技术工程实验室江苏南京210000 苏交科集团股份有限公司江苏南京210000

研究了分布式光纤传感技术在钻孔灌注桩静荷载试验中的应用,介绍了光纤测试的整个试验过程,并根据试验数据分析计算出桩身轴力与桩侧摩阻力随深度分布,桩端阻力、桩侧摩阻力随桩顶荷载增加的变化规律,并和传统方法焊接钢筋计监测结果进... 详细信息

研究了分布式光纤传感技术在钻孔灌注桩静荷载试验中的应用,介绍了光纤测试的整个试验过程,并根据试验数据分析计算出桩身轴力与桩侧摩阻力随深度分布,桩端阻力、桩侧摩阻力随桩顶荷载增加的变化规律,并和传统方法焊接钢筋计监测结果进行相互对比论证分析,使得桩基测试结果更加准确可靠。

关键词：试桩测试钻孔灌注桩分布式光纤侧摩阻力

长螺旋钻孔压灌混凝土抗压抗拔构件承载性状试验研究

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建筑结构 2018年第11期48卷 109-113页

作者：滑鹏林安一清中国建筑科学研究院北京100013 临汾市建筑勘察设计院临汾041000

为了研究长螺旋钻孔压灌混凝土工艺制成的抗压桩与无自由段复合锚杆的极限承载力、轴力、侧摩阻力的分布规律以及两者之间的联系,在现场进行了两组足尺试验;通过在抗压桩和复合锚杆内设置钢筋计,测出各级荷载下桩身/杆身不同深度的应变... 详细信息

为了研究长螺旋钻孔压灌混凝土工艺制成的抗压桩与无自由段复合锚杆的极限承载力、轴力、侧摩阻力的分布规律以及两者之间的联系,在现场进行了两组足尺试验;通过在抗压桩和复合锚杆内设置钢筋计,测出各级荷载下桩身/杆身不同深度的应变,推算出其轴力和侧摩阻力,进而对抗压桩和复合锚杆的受力机理进行了分析。分析结果表明,抗压桩和复合锚杆的侧摩阻力都是从上部开始发挥并向下部传递的,其中抗压桩桩端阻力对桩侧摩阻力表现出强化效应;复合锚杆的受力模式不同于普通的抗拔桩和抗浮锚杆,试验中杆身轴力峰值与张拉极限荷载的比值约为2/3。最后根据试验分析结果和《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—2008）,提出了长螺旋钻孔压灌混凝土工艺下复合锚杆极限承载力的估算方法。

关键词：抗压桩复合锚杆极限承载力轴力侧摩阻力

北京城市副中心站综合交通枢纽工程试验桩静载试验数据分析

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工程质量 2022年第3期40卷 1-7页

作者：周晓波包自成辛军霞吴兴征北京市建设工程质量第一检测所有限责任公司北京100039 河北大学建筑工程学院河北保定071002

试验桩静载测试是施工前为桩基设计提供依据的重要手段。针对北京城市副中心站综合交通枢纽项目试验桩直径大、桩身长、承载力高的特点,基于16根试验桩的静载检测成果,分析其采用扩底、桩侧和桩底注浆等施工工艺对承载力的影响。采用振... 详细信息

试验桩静载测试是施工前为桩基设计提供依据的重要手段。针对北京城市副中心站综合交通枢纽项目试验桩直径大、桩身长、承载力高的特点,基于16根试验桩的静载检测成果,分析其采用扩底、桩侧和桩底注浆等施工工艺对承载力的影响。采用振弦式传感器测读钢筋应变量,得到桩身检测截面轴力分布并计算各土层的侧摩阻力。这些成果表明,各测试断面轴力随荷载增加而增大,而在同级荷载水平下轴力随着深度增加逐渐减小。此外,侧摩阻力的发挥随荷载增大而增加,扩底及桩侧注浆等措施使得基桩承载力明显提高。

关键词：基桩静载试验检测桩身内力侧摩阻力

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连盐铁路桥梁基桩竖向承载力试验研究

铁道科学与工程学报 2017年第6期14卷 1257-1262页

作者：何志超上海铁路局建设管理处上海200071

以连盐铁路中山河特大桥桩基础为工程依托,进行3根钻孔灌注桩和3根预应力高强度混凝土管桩(PHC管桩)的单桩竖向静载荷试验,基于所获得的现场实测数据研究钻孔灌注桩和PHC管桩的荷载传递机理和竖向承载特性。研究结果表明:钻孔灌注桩竖... 详细信息

以连盐铁路中山河特大桥桩基础为工程依托,进行3根钻孔灌注桩和3根预应力高强度混凝土管桩(PHC管桩)的单桩竖向静载荷试验,基于所获得的现场实测数据研究钻孔灌注桩和PHC管桩的荷载传递机理和竖向承载特性。研究结果表明:钻孔灌注桩竖向承载力主要由桩侧摩阻力提供,PHC管桩竖向承载力由桩侧摩阻力和端阻力共同承担;在PHC管桩设计时,建议浅层土的桩周极限摩阻力应适当折减,中层土的桩周极限摩阻力可以按正常取值,深层土的极限摩阻力可以适当增大。

关键词：钻孔灌注桩 PHC管桩单桩竖向静载荷试验竖向承载力侧摩阻力

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软岩地层灌注桩抗压与抗拔承载性分析

水运工程 2018年第5期 165-170,182页

作者：娄学谦王幸吕述晖王湛中交四航工程研究院有限公司广东广州510230

纳米比亚油码头软岩地层无经验参数可取。根据1根抗压桩和1根压拔桩现场静载试验和应力测试结果,分析软岩地层中抗压桩和抗拔桩的侧阻和端阻,得出抗拔桩的上部砂土及粉土层中抗拔系数以及Q-s曲线呈缓变形的抗拔桩极限承载力取值。结果表... 详细信息

纳米比亚油码头软岩地层无经验参数可取。根据1根抗压桩和1根压拔桩现场静载试验和应力测试结果,分析软岩地层中抗压桩和抗拔桩的侧阻和端阻,得出抗拔桩的上部砂土及粉土层中抗拔系数以及Q-s曲线呈缓变形的抗拔桩极限承载力取值。结果表明:上部砂土及粉土层中抗压桩的桩侧摩阻力充分发挥所需桩土相对位移为9~15 mm,单位侧摩阻力极限值可取30.1~48.1 k Pa;下部软岩侧摩阻力充分发挥所需的桩土相对位移大于40 mm;对2根桩的抗压过程,在最大加载条件下,实测桩端阻力分别为桩顶荷载的22.3%、27.3%,表现为摩擦型桩。采用双曲线模型预测抗拔桩极限承载力为4 896.7 k N。

关键词：灌注桩软岩地层抗压抗拔桩静载试验桩土相对位移侧摩阻力

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预压软土地基对超长群桩承载性状的影响

水运工程 2019年第1期 191-198页

作者：易怀印姚文娟程泽坤上海大学土木工程系上海200072 中交第三航务工程勘察设计院有限公司上海200032

建立超长桩和土体共同作用的三维非线性有限元数值模型,采用预压排水固结法研究软土地基预压后超长桩的承载特性,分析地基土固结沉降、桩身侧摩阻力、桩顶位移-荷载曲线和桩身轴力的变化规律。通过运用控制变量法对预压时间和预压荷载... 详细信息

建立超长桩和土体共同作用的三维非线性有限元数值模型,采用预压排水固结法研究软土地基预压后超长桩的承载特性,分析地基土固结沉降、桩身侧摩阻力、桩顶位移-荷载曲线和桩身轴力的变化规律。通过运用控制变量法对预压时间和预压荷载以及不同土质的预压效果进行分析,对比分析单桩与群桩对预压效果的敏感度,并分析固结度对超长桩承载性状的影响。结果表明:预压能较好地改善地基、提高超长群桩的承载能力。增大预压荷载,可增大土体的固结沉降和桩身侧摩阻力;延长预压时间,可提高桩身侧摩阻力,减小桩顶沉降和桩身轴力;预压对群桩的影响好于单桩;固结度越大,超长群桩承载性能越好;对于粉质黏土、黏土以及淤泥质粉质黏土,当预压时间分别达到90 d及180 d时,地基固结基本完成,预压不再改变土的力学指标。

关键词：预压软土地基固结度超长桩侧摩阻力承载力轴力位移

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喷灌挤压组合桩工作机理现场试验研究

防灾减灾工程学报 2020年第1期40卷 18-28页

作者：李连祥黄亨利李金良王雷孙帅帅山东大学基坑与深基础工程技术研究中心山东济南250061 山东大学土建与水利学院山东济南250061 山东倍特力地基工程技术有限公司山东济宁272100

通过5棵喷灌挤压组合桩破坏性静载试验,获得该桩工作机理,明确荷载传递机制、桩身轴力、侧摩阻力分布规律。不同荷载作用下,轴力沿桩身逐渐减小,在翼板顶轴力小幅度增大;桩身侧摩阻力随着外载的增加而逐渐增大,上部土体侧阻力先于下部... 详细信息

通过5棵喷灌挤压组合桩破坏性静载试验,获得该桩工作机理,明确荷载传递机制、桩身轴力、侧摩阻力分布规律。不同荷载作用下,轴力沿桩身逐渐减小,在翼板顶轴力小幅度增大;桩身侧摩阻力随着外载的增加而逐渐增大,上部土体侧阻力先于下部土体发挥作用;揭示喷射注浆效应范围为7~8 m。喷灌挤压综合效应承载力增长显著,主要表现在侧摩阻:存在翼板时,喷射注浆与翼板共同作用,其侧摩阻极限值在砂土层中提高3~4倍,在黏土层中提高2~2.5倍。无翼板存在,但存在喷射注浆效应时,其侧摩阻力极限值提高了2~2.5倍。与普通长螺旋灌注桩相比其极限承载力提高25%~100%。

关键词：喷灌挤压组合桩喷射注浆效应端阻侧摩阻力