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倾斜荷载下大直径长桩的承载特性研究

长江科学院院报 2012年第3期29卷 45-49页

作者：王孝兵文松霖长江科学院水利部岩土力学重点实验室武汉430010

基于数值分析与荷载传递相结合的方法,利用FLAC3D软件对倾斜荷载下大直径长桩的承载特性进行了研究。结果表明:荷载倾角不同,基桩承载特性不同;存在一临界角,在荷载倾角从小于临界角变化到超过临界角过程中,桩的承载特性由以竖向为主转... 详细信息

基于数值分析与荷载传递相结合的方法,利用FLAC3D软件对倾斜荷载下大直径长桩的承载特性进行了研究。结果表明:荷载倾角不同,基桩承载特性不同;存在一临界角,在荷载倾角从小于临界角变化到超过临界角过程中,桩的承载特性由以竖向为主转化为以水平向为主,本研究的工况,临界角约20°。通过与前人的研究成果对比分析,发现Koumoto倾斜系数和Meyerhof包络线半经验公式都不能准确估算临界角所对应的极限承载力。

关键词：大直径长桩倾斜荷载 V-H荷载空间破坏包络线

倾斜荷载作用下沉箱基础的极限承载力计算方法

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长江科学院院报 2017年第6期34卷 103-107页

作者：邱月高玉峰黎冰王钰轲吴迪河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室南京210098 山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地山东青岛266590 东南大学土木工程学院南京210096

为了确定沉箱基础在顶部受到倾斜荷载时的抗拔承载力,利用极限包络线方法进行分析。基于15组模型试验以及合理假定,提出了水平荷载、竖向荷载作用下沉箱基础的极限抗拔承载力函数,通过分析水平、竖向极限承载力系数与长径比的关系,提出... 详细信息

为了确定沉箱基础在顶部受到倾斜荷载时的抗拔承载力,利用极限包络线方法进行分析。基于15组模型试验以及合理假定,提出了水平荷载、竖向荷载作用下沉箱基础的极限抗拔承载力函数,通过分析水平、竖向极限承载力系数与长径比的关系,提出了水平、竖向荷载作用下沉箱基础的承载力计算方法。基于不同长径比、不同荷载作用角度下沉箱基础的水平承载力归一化分量和竖向承载力归一化分量之间的破坏包络线图,得到了两者之间的幂函数关系,从而得到了沉箱基础在倾斜荷载作用下的极限承载力。

关键词：吸力式沉箱基础倾斜荷载极限承载力长径比荷载作用角度

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倾斜荷载作用下的地基临界荷载

中国科技论文 2021年第6期16卷 616-620页

作者：刘奇刘贯飞雷胜友长安大学公路学院西安710064

结合半平面体边界受集中荷载下的弹性应力解与Mohr-Coulomb强度准则,推导了倾斜荷载作用下地基临界荷载p1/4的数值计算公式。绘制倾斜荷载作用下的塑性边界线和地基附加应力等值线,研究发现,倾斜荷载下基底附加应力非对称分布,σsz受荷... 详细信息

结合半平面体边界受集中荷载下的弹性应力解与Mohr-Coulomb强度准则,推导了倾斜荷载作用下地基临界荷载p1/4的数值计算公式。绘制倾斜荷载作用下的塑性边界线和地基附加应力等值线,研究发现,倾斜荷载下基底附加应力非对称分布,σsz受荷载发生倾斜的影响相对较小,而σsx和τsxz受其影响很大,进而影响地基中塑性区发育。临界荷载p1/4随荷载倾角的增大而减小,单一变量法结果显示:减小速率与土体黏聚力c、土体内摩擦角φ及荷载倾角α有关,与基础埋深d无关;黏聚力c和内摩擦角φ越小,倾角α越大,则影响越小。

关键词：倾斜荷载临界荷载附加应力荷载倾角黏聚力内摩擦角埋深

倾斜荷载下基桩P-Δ效应等效弯矩有限元迭代法

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水运工程 2012年第6期 174-178页

作者：李微哲中煤科工集团重庆设计研究院重庆400016

假定桩身位移为三次幂函数,结合倾斜偏心荷载下单桩受力微分方程确定的桩身弯矩、剪力与桩身水平位移关系,引入等效附加弯矩概念,提出了基桩P-Δ效应的等效弯矩有限元迭代法,编制了Matlab分析程序,并结合算例对成层地基中倾斜偏心荷载... 详细信息

假定桩身位移为三次幂函数,结合倾斜偏心荷载下单桩受力微分方程确定的桩身弯矩、剪力与桩身水平位移关系,引入等效附加弯矩概念,提出了基桩P-Δ效应的等效弯矩有限元迭代法,编制了Matlab分析程序,并结合算例对成层地基中倾斜偏心荷载、桩自重、水平分布荷载、竖向分布荷载和竖向荷载综合作用下基桩内力位移进行了分析。结果表明:等效弯矩有限元迭代法用于倾斜荷载下基桩P-Δ效应计算分析是有效的;当墩身较高时,墩身倾斜、墩顶偏心弯矩、水平力等对基桩产生的P-Δ效应显著。

关键词：桩基础倾斜荷载等效弯矩有限元迭代法 P-Δ效应

倾斜荷载作用下无粘性土查表法验算地基承载力折减系数的确定

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港工技术 2002年第3期39卷 44-48页

作者：张美燕孙万禾天津港湾工程研究所天津300222

文章对极限平衡理论公式、《建筑地基基础设计规范》(GBJ7- 89)承载力计算公式以及港工《地基》(JTJ2 5 0 -98)的查表法验算地基承载力计算公式 ,进行了推导、分析、比较 ,得出了倾斜荷载作用下无粘性土地基承载力设计值[f′d](基础宽度... 详细信息

文章对极限平衡理论公式、《建筑地基基础设计规范》(GBJ7- 89)承载力计算公式以及港工《地基》(JTJ2 5 0 -98)的查表法验算地基承载力计算公式 ,进行了推导、分析、比较 ,得出了倾斜荷载作用下无粘性土地基承载力设计值[f′d](基础宽度≤ 3m,基础埋深 0 .5～ 1.5 m)的折减系数及其深宽修正系数的折减系数。使得地基承载力计算更为合理。

关键词：无粘性土查表法地基承载力倾斜荷载折减系数港口工程设计

倾斜荷载下群桩受力的非线性无单元分析方法与应用研究

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倾斜荷载下群桩受力的非线性无单元分析方法与应用研究

作者：王凌湖南大学

学位级别：硕士

近年来,随着我国大跨径桥梁及高层建筑的迅速发展,群桩尤其是倾斜荷载作用下群桩的受力分析与设计研究已成为理论与工程界普遍关注的热点与难点之一。本文针对我国现行规范将桩顶倾斜荷载分解为竖向和水平荷载分别计算再进行迭加而存在... 详细信息

近年来,随着我国大跨径桥梁及高层建筑的迅速发展,群桩尤其是倾斜荷载作用下群桩的受力分析与设计研究已成为理论与工程界普遍关注的热点与难点之一。本文针对我国现行规范将桩顶倾斜荷载分解为竖向和水平荷载分别计算再进行迭加而存在的诸多不足,对倾斜荷载下群桩的受力分析方法进行了研究,具有重要的理论与工程实际意义。因此,本文结合倾斜荷载下群桩的工程特点,引入非线性无单元数值分析方法,对倾斜荷载下群桩的受力分析方法进行了较深入的分析与研究。首先,在深入探讨无单元数值分析基本理论的基础上,结合倾斜荷载作用下群桩的工程特点,建立了倾斜荷载作用下群桩受力分析的无单元分析方法。并重点解决了一些相关问题,如权函数与节点影响半径的选取、群桩中复杂桩土界线的处理技术以及材料不连续的无单元算法。同时,引入混合迭代法即增量初应力法建立了倾斜荷载作用下群桩受力的非线性无单元伽辽金分析方法,并开发了相应计算程序。然后,利用上述倾斜荷载作用下群桩受力的非线性无单元分析程序,重点探讨了其应用方法,通过对单排桩高低承台群桩的非线性无单元分析,考虑桩顶不同倾斜荷载及作用方向,探讨了其内力与变形变化规律与破坏特征,得到了一系列对倾斜荷载作用下群桩工程实践具有重要指导意义的结论。

关键词：倾斜荷载群桩无单元分析混合迭代法承台非线性分析

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倾斜荷载作用下预应力管桩受力性能研究

倾斜荷载作用下预应力管桩受力性能研究

作者：季翠华河北工程大学

学位级别：硕士

实际工程中的基桩绝大多数都是在竖向荷载和水平荷载共同作用下工作的。目前,随着城市空间的紧张、道路交通的发展,跨海大桥、高架桥、高层建筑以及超高层建筑迅速增加,基桩在承受了竖向荷载的基础上,还承受了较从前更大的水平荷载的作... 详细信息

实际工程中的基桩绝大多数都是在竖向荷载和水平荷载共同作用下工作的。目前,随着城市空间的紧张、道路交通的发展,跨海大桥、高架桥、高层建筑以及超高层建筑迅速增加,基桩在承受了竖向荷载的基础上,还承受了较从前更大的水平荷载的作用,导致了对基桩的承载要求进一步提高。明确基桩在竖向荷载和水平荷载共同作用下的受力性能是十分必要的,对保障建筑整体安全具有重要意义。首先,综述和讨论了国内外有关一般基桩在倾斜荷载作用下的受力性能分析研究和预应力混凝土管桩的受力性能分析研究成果。建立了倾斜受荷桩的受力分析挠曲微分方程,运用m法计算了倾斜受荷桩的桩身弯矩和位移,探讨了在使用一般基桩倾斜受荷受力分析理论对预应力管桩进行桩身内力时应注意的问题。其次,研究了ABAQUS有限元中土体本构模型的基本理论,主要讨论了Mohr-Coulomb塑性本构模型和接触面的法向、切向模型的适用范围和使用原则,它是后面建模分析中合理的选择模型、设置参数的前提。再次,运用ABAQUS有限元软件对实际工程中的单根预应力管桩进行了竖向承载模拟。将模拟分析结果与静载试验实测结果对比后发现,有限元分析结果与实测结果基本相一致,这说明模型和参数的设置是合理的,可以进行下一步的分析。继续对其施加水平荷载后,得到了竖向荷载和水平荷载共同作用下的预应力管桩的桩身位移和弯矩。最后,在有限元模型中改变桩、土自身的参数取值,模拟分析了不同参数取值下的桩身位移和弯矩,并讨论了各种参数取值对桩身位移和弯矩变化的影响。

关键词：预应力管桩倾斜荷载受力分析有限元

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倾斜荷载下扩底抗拔桩模型试验研究

倾斜荷载下扩底抗拔桩模型试验研究

作者：徐海龙合肥工业大学

学位级别：硕士

承受倾斜荷载的抗拔桩在工程中时常存在,但目前研究成果较少。论文倾斜荷载下扩底抗拔桩模型试验研究,拟采用室内试验和数值模拟方法,进行倾斜荷载下扩底抗拔桩试验研究,探究倾斜荷载角度、荷载大小对桩身位移、抗拔桩承载力的影响,分... 详细信息

承受倾斜荷载的抗拔桩在工程中时常存在,但目前研究成果较少。论文倾斜荷载下扩底抗拔桩模型试验研究,拟采用室内试验和数值模拟方法,进行倾斜荷载下扩底抗拔桩试验研究,探究倾斜荷载角度、荷载大小对桩身位移、抗拔桩承载力的影响,分析扩大头段对于桩身位移的影响,对深入研究倾斜荷载下扩底抗拔桩工程特性具有理论意义和实践价值。通过开展模型试验,研究了扩大头段直径、倾斜荷载的角度对等直径桩与扩底抗拔桩的抗拔承载特性以及桩身位移的影响,得出了:扩大头的存在使得桩身极限抗拔承载力提高,并且在一定范围内,扩大头直径增大,桩身极限承载力也会相应提高;等直径桩与扩底桩在受到倾斜荷载时,随着倾斜荷载角度的增大,极限承载力先减小后增大;扩底抗拔桩在承受较大角度倾斜荷载时,扩大头段对于桩身极限承载力提升效果几乎为零;扩大头能起到减少竖向位移的作用,但是扩大头段对水平分力引起的水平位移的减小作用不明显。采用电阻应变仪测量桩身应变,数据表明:倾斜荷载下桩身一侧始终受压,另一侧始终受拉,桩身应变会随着倾斜荷载角度的增大而增大;扩底桩的扩大头对于减小桩身下部应变有显著效果。运用FLAC3D数值软件对模型桩进行了数值模拟研究,分析表明:数值模拟与试验结果吻合,证明了试验的可靠性,也验证了数值计算的正确性;扩底桩在埋深为零处水平位移最大,其水平位移随埋深的关系存在分界点,分界点之上桩身水平位移与埋深呈现出线性关系,分界点以下,水平位移向负向发展,最终趋于零。

关键词：扩底抗拔桩倾斜荷载模型试验极限承载力数值模拟

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倾斜荷载作用下桩基及土体的受力机理分析

倾斜荷载作用下桩基及土体的受力机理分析

作者：姚跃哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

随着经济的快速发展以及人口数目的不断增加,使得桥梁以及建筑的迅速向大跨度和高层发展,分析桩基在承受倾斜荷载或者轴向、水平荷载作用的受力状况逐渐成为重点。目前,对于承受倾斜荷载作用的桩基的受力机理的研究还只局限于在宏观作... 详细信息

随着经济的快速发展以及人口数目的不断增加,使得桥梁以及建筑的迅速向大跨度和高层发展,分析桩基在承受倾斜荷载或者轴向、水平荷载作用的受力状况逐渐成为重点。目前,对于承受倾斜荷载作用的桩基的受力机理的研究还只局限于在宏观作用的层面上,而对于桩基在倾斜荷载作用时桩身与土体颗粒相对运动,相互作用的微观层面的机理探讨还不多。土体是由一系列碎散的颗粒物组成,具有非线性、非连续性等特点,因此很有必要从颗粒层面研究桩土相互作用的机理。本文以单桩静载室内试验为基础,研究了单桩在砂土中的受力特性。基于离散元法对倾斜荷载作用下的桩基进行模拟。通过将离散的颗粒体组合形成桩体与桩周土体,利用颗粒流程序(Particle Flow Code,PFC)模拟试验对承受倾斜荷载作用下的桩土相互作用机理。通过对桩周设置测量圆以及桩周土体的不同性质论述了在微观层面上桩土相互作用的机理。本文主要完成了如下工作:本文首先基于静载模型试验对砂土中的单桩进行模拟,建立PFC颗粒流模拟模型。重点分析了桩身承受倾斜荷载时桩周土体颗粒的位移、力链传递以及桩周土压力的变化。并且分析了桩身直径、土颗粒刚度以及土颗粒的摩擦系数对桩土相互作用的影响。结果表明:(1)刚性短桩自由端在承受荷载时,桩前土体颗粒首先表现出侧向平移,距离桩体一定距离表现为向右上方运动。(2)随着桩顶水平荷载的增加,桩身对桩前土体的影响范围及桩周土体应力增大,桩身入土深度逐渐减小,对桩端处土体的影响范围减小。桩身旋转点逐渐向桩前移动。(3)随着桩身直径的增加,桩端对土体的影响范围逐渐减小并且桩周土体的位移逐渐增大;身沉降逐渐减小,桩身旋转点向桩前移动距离减小;桩身土压力表现为随着桩深逐渐增大。(4)随着土体颗粒刚度的增加,桩周土体颗粒位移逐渐减小,桩端对土体的影响范围逐渐增大;桩身沉降逐渐减小,桩周土体应力增加;桩身受到桩周颗粒的约束,桩身旋转点不明显并且向桩前移动距离减小。(5)随着土颗粒摩擦系数的增加,桩身沉降逐渐减小并且逐渐趋于相等,根据土体力链传递可知桩端对竖向土体压力减小,对桩侧土体压力增大;旋转点逐渐向桩后移动。

关键词：桩基础颗粒流倾斜荷载机理桩土共同作用