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嵌岩抗拔桩荷载-位移曲线拟合模型的对比分析

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铁道建筑 2020年第12期60卷 83-87页

作者：崔贵云陈开伦杨柏赵珊珊黄翔中交第一公路勘察设计研究院有限公司西安710000 西南交通大学地球科学与环境工程学院成都610031 桂林电子科技大学建筑与交通工程学院广西桂林541004 桂林理工大学土木与建筑工程学院广西桂林541004

通过建立风化砂岩层中抗拔桩荷载-位移数学拟合模型,分析不同地层条件下嵌岩抗拔桩的上拔荷载与桩顶位移关系,确定嵌岩抗拔桩的承载力。结果表明:对于风化砂岩层中的抗拔桩,采用双曲线模型拟合的精度最高,指数函数模型次之,幂函数模型... 详细信息

通过建立风化砂岩层中抗拔桩荷载-位移数学拟合模型,分析不同地层条件下嵌岩抗拔桩的上拔荷载与桩顶位移关系,确定嵌岩抗拔桩的承载力。结果表明:对于风化砂岩层中的抗拔桩,采用双曲线模型拟合的精度最高,指数函数模型次之,幂函数模型相对较差;采用双曲线模型预测得到的嵌岩抗拔桩极限承载力值与实测值的比值在1.11~1.58,平均值为1.25,标准值为1.32;双曲线函数计算得到的极限承载力取1.3折减系数后,与实测值比较接近;采用归一化荷载-位移曲线双曲线模型下限曲线函数计算风化砂岩层中抗拔桩的承载力,95%的情况是偏于安全的。

关键词：嵌岩抗拔桩数学模型理论计算荷载-位移曲线极限承载力

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嵌岩抗拔桩承载力特性研究

嵌岩抗拔桩承载力特性研究

作者：李海霞合肥工业大学

学位级别：硕士

港口码头中常用的高桩码头,除承受上部结构传递下来的竖向荷载外,主要还将承受船舶或漂流物的撞击力、波浪力、风力、运输设备等横向荷载,还要承受地下水位的上拔浮力的作用，从而使得这类基桩的受力可能以拉弯为主,不同于一般的抗压桩... 详细信息

港口码头中常用的高桩码头,除承受上部结构传递下来的竖向荷载外,主要还将承受船舶或漂流物的撞击力、波浪力、风力、运输设备等横向荷载,还要承受地下水位的上拔浮力的作用，从而使得这类基桩的受力可能以拉弯为主,不同于一般的抗压桩。但是目前为止，国内外对抗拔桩的研究较少，尚未形成一套完整的、系统的理论体系。本文首先介绍了抗拔桩的承载力的计算方法和桩顶位移的计算方法。抗拔桩承载力计算主要有理论计算法、经验公式法和静载试验，本文主要介绍了理论计算法。抗拔桩位移计算的方法也主要有三种：剪切位移法、弹性理论法和荷载传递法，本文主要介绍了荷载传递法。荷载传递法的求解方法有两种，一种是解析法，另一种是位移协调法。本文对传统的位移协调法进行了修改，通过FORTRAN90编程对修改过的位移协调法进行了可行性研究。研究发现，当桩顶荷载较小时，位移协调法求解的位移与试验结果非常接近，但是当荷载接近承载力时，求解的位移较试验结果偏小。用ANSYS数值模拟与上述位移协调法计算同一根桩，并将其结果与试验结果进行比较，发现ANSYS数值模拟得到的结果与试验结果比较接近，这是因为位移协调法没有考虑桩侧土、岩的位移。利用ANSYS对嵌岩抗拔桩的承载力特性进行了研究，分析了嵌岩抗拔桩荷载P-位移s曲线的特性，并研究了桩身轴力和桩侧剪应力分布的特征。通过改变嵌岩深度、桩径、桩长、桩的弹性模量、岩石的弹性模量、岩石的强度、土体的弹性模量、土体的内摩擦角和土体的粘聚力来研究抗拔桩承载力的变化、桩顶位移的变化以及桩身轴力、桩侧剪应力分布情况的变化。

关键词：嵌岩抗拔桩抗拔承载力荷载传递法位移协调法桩侧摩阻力

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土中中风化嵌岩抗拔桩承载机理研究

长江科学院院报 2019年第2期36卷 116-121页

作者：穆锐浦少云黄质宏戴自然陈俊生刘一宏贵州大学土木工程学院贵阳550025 东南大学交通学院南京210096 贵州师范大学材料与建筑工程学院贵阳550025

根据某工程中风化嵌岩抗拔桩自平衡静载原位试验,对试验数据进行简要分析,结合该工程地质条件,选择合理的岩土力学参数和试验数据,建立了合理嵌岩抗拔桩FLAC3D数值分析模型。运用所建立的数值模型对3根抗拔桩进行自平衡试验直至破坏,确... 详细信息

根据某工程中风化嵌岩抗拔桩自平衡静载原位试验,对试验数据进行简要分析,结合该工程地质条件,选择合理的岩土力学参数和试验数据,建立了合理嵌岩抗拔桩FLAC3D数值分析模型。运用所建立的数值模型对3根抗拔桩进行自平衡试验直至破坏,确定了各桩的极限承载力,并且研究了同一条件下不同嵌岩深度对抗拔桩的极限承载力的影响及抗拔桩桩侧阻力、桩身轴力随外荷载的变化情况。研究结果表明:①风化岩石地区建立模型时,岩石剪切模量及体积模量需要按试验换算值折减到1/10左右,才可建立合理的数值模型;②嵌岩抗拔桩的极限承载力主要受嵌岩深度的影响,同一条件下,嵌岩抗拔桩极限承载能力随嵌岩深度、桩长增加而增大,且桩设计时其嵌岩深度不宜太小;③随着埋置深度的增加,桩侧阻力先增大后减小,桩中间侧阻力对极限抗拔承载力贡献最大;④抗拔桩的桩径对极限承载力具有尺寸效应。

关键词：嵌岩抗拔桩自平衡试验承载特性极限承载力嵌岩深度 FLAC3D数值模拟分析

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桩侧注浆嵌岩抗拔桩承载性状原位试验研究

建筑结构 2022年第S1期52卷 2743-2747页

作者：何子睿韦古强刘广东胡从川高鲁超都城伟业集团有限公司北京100020 东南大学土木工程学院南京211189

为了研究桩侧注浆抗拔桩的承载性能,基于桩侧注浆嵌岩抗拔桩的现场足尺载试验,对比分析桩侧注浆和未加固浆荷载-位移变化规律,分析桩身轴力传递规律与桩侧阻力发挥性状,并采用双曲线、指数函数和幂函数分别对试桩荷载-位移曲线进行拟合... 详细信息

为了研究桩侧注浆抗拔桩的承载性能,基于桩侧注浆嵌岩抗拔桩的现场足尺载试验,对比分析桩侧注浆和未加固浆荷载-位移变化规律,分析桩身轴力传递规律与桩侧阻力发挥性状,并采用双曲线、指数函数和幂函数分别对试桩荷载-位移曲线进行拟合分析。试验结果表明,桩侧注浆可显著提高嵌岩抗拔桩的极限承载力,采用指数函数对桩侧注浆嵌岩抗拔桩的荷载位移曲线拟合吻合较好;注浆与未注浆嵌岩抗拔桩的桩身轴力均随深度逐渐减少,桩端处轴力始终为0;桩侧阻力的发挥是一个异步过程,而桩侧注浆能够有效改善桩侧土层摩阻力,增强了桩周土体侧阻力发挥效应。

关键词：嵌岩抗拔桩桩侧注浆现场试验抗拔承载力荷载传递

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上覆土嵌岩抗拔桩承载特性试验研究

上覆土嵌岩抗拔桩承载特性试验研究

作者：张文涛西南交通大学

学位级别：硕士

本文依据现场静载试验,初步完成扩底型、变截面型嵌岩抗拔桩与等截面型嵌岩抗拔桩在承载特性等方面的对比分析。后利用在我校离心机实验室进行的抗拔桩离心模型试验,对扩底型嵌岩抗拔桩与等截面型嵌岩抗拔桩就桩周岩土体破坏形式进行了... 详细信息

本文依据现场静载试验,初步完成扩底型、变截面型嵌岩抗拔桩与等截面型嵌岩抗拔桩在承载特性等方面的对比分析。后利用在我校离心机实验室进行的抗拔桩离心模型试验,对扩底型嵌岩抗拔桩与等截面型嵌岩抗拔桩就桩周岩土体破坏形式进行了分析,发现桩-土界面作用强度对等截面型嵌岩抗拔桩承载、破环特性影响显著。最后利用数值模拟,开展变截面型嵌岩抗拔桩与等截面型嵌岩抗拔桩在承载特性上的进一步对比,并完成了桩-土界面作用强度对嵌入强风化砂岩的等截面型抗拔桩破坏特性影响的量化分析,现得到主要结论如下:(1)对现场试验中桩体嵌入岩层的变截面抗拔桩,桩径在岩层中由1.0m变为0.6m时,岩层提供的抗拔力:变截面桩/等截面桩=0.71。结合数值分析发现桩体在岩层中桩径变小时,岩层提供的抗拔力随桩径变化幅度同等程度降低。(2)据现场试验,相同条件下扩底桩较等截面桩可显著提高极限抗拔荷载,且能有效降低桩顶位移。针对本次试验,对桩端位于强风化岩层的抗拔桩,由扩大头提供的抗拔力是长度接近的等截面桩嵌岩段提供抗拔力的3.3倍。(3)模型试验中发现上覆土嵌岩等截面抗拔桩岩土体破坏形式分为圆柱型(拔出型)及复合型,桩与岩土体形成的桩-土界面作用强度较强时为复合型,反之为圆柱型;对上覆土嵌岩扩底抗拔桩,由于其自身结构的特殊性,其破坏形式与桩-土界面作用强度无关,为喇叭型。结合数值模拟发现对桩身置于强风化砂岩中的等截面抗拔桩,在桩-土界面作用强度较低时(大小不超0.3),抗拔桩破坏影响范围小,发生圆柱形破坏的可能性大;随作用强度的逐渐增大,抗拔桩破坏影响范围逐渐变广,破坏模式也由圆柱型渐变化为复合型。(4)极限荷载作用下,上覆土嵌岩等截面抗拔桩与上覆土嵌岩扩底抗拔桩桩侧摩阻力分布呈现不同形式:等截面桩在上拔荷载逐渐接近极限荷载时,桩周侧摩阻力峰值出现在抗拔桩进入岩层后1m范围内,而对扩底桩,其峰值一般出现扩大头处。(5)将模型试验桩换算至原型桩,相同桩径、嵌岩深度条件下,扩底抗拔桩极限抗拔荷载较等截面桩极限抗拔荷载对应桩径为0.6m、1.0m、1.5m分别提高约2.0倍、1.8-2.3倍、1.2-1.4倍。

关键词：嵌岩抗拔桩现场试验离心模型试验抗拔承载特性变形特性数值模拟

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嵌岩抗拔桩承载性状研究

岩土工程技术 2008年第2期22卷 84-87页

作者：李森唐孟雄中山大学工学院广东广州510275 广州市建筑科学研究院广东广州510440

嵌岩桩抗拔承载性状的研究目前仍较缺乏。运用灰色系统理论和非线性有限元方法,探讨了桩径、桩长、嵌岩深度对嵌岩桩抗拔承载性状的影响规律。结果表明:桩径对嵌岩桩抗拔承载力的影响最大,嵌岩深度次之,桩长最小;桩径和嵌岩深度在一定... 详细信息

嵌岩桩抗拔承载性状的研究目前仍较缺乏。运用灰色系统理论和非线性有限元方法,探讨了桩径、桩长、嵌岩深度对嵌岩桩抗拔承载性状的影响规律。结果表明:桩径对嵌岩桩抗拔承载力的影响最大,嵌岩深度次之,桩长最小;桩径和嵌岩深度在一定范围内与桩抗拔割线刚度呈非线性递增关系,桩长则与之呈非线性递减关系。

关键词：嵌岩抗拔桩承载胜状灰色关联分析轴向抗拔刚度有限元分析

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嵌岩抗拔桩抗拔承载力试验研究

四川建筑科学研究 2002年第4期28卷 44-46页

作者：谢涛袁文忠蒋泽中帖卉霞西南交通大学土木工程学院四川成都610031

根据三组嵌岩抗拔桩的抗拔承载力模型试验结果,分析了嵌岩抗拔桩的抗拔承载性状和桩身侧阻发挥特性,得出了一些对该类工程设计和施工具有指导意义的结论。

关键词：模型试验嵌岩抗拔桩抗拔承载力桩周侧阻

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大直径嵌岩抗拔桩承载性能及反演分析

国防交通工程与技术 2016年第3期14卷 39-41页

作者：杨旺兴中国铁建十六局集团公司北京101100

为了研究大直径嵌岩抗拔桩的承载性能,采用慢速维持荷载试验法和反演分析的方法对其展开试验、研究,试验、反演结果表明:含砾砂岩中桩长8.0m、桩径1.2m的嵌岩挖孔桩,其竖向抗拔承载力标准值可达3 750kN,桩顶最大位移仅为8.53mm;抗拔桩... 详细信息

为了研究大直径嵌岩抗拔桩的承载性能,采用慢速维持荷载试验法和反演分析的方法对其展开试验、研究,试验、反演结果表明:含砾砂岩中桩长8.0m、桩径1.2m的嵌岩挖孔桩,其竖向抗拔承载力标准值可达3 750kN,桩顶最大位移仅为8.53mm;抗拔桩的荷载传递函数为S=0.026f/(1-8.0f);倒圆锥体破坏模式下圆锥面切线与竖直方向夹角θ仅与桩长L和桩径d有关。可见大直径抗拔短桩的抗拔性能较好,其荷载传递函数简单,破坏模式为倒圆锥体破坏。

关键词：大直径桩嵌岩抗拔桩承载性能反演分析

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嵌岩灌注桩抗拔承载性状试验研究

岩石力学与工程学报 2004年第2期23卷 315-319页

作者：何剑长安大学地质工程与测绘工程学院

嵌岩抗拔桩的荷载传递机理和抗拔承载性状的研究比较缺乏。依据某核电厂2根嵌岩灌注桩单桩竖向抗拔静载试验数据,分析了嵌岩抗拔桩在受荷时的轴力传递、侧阻力发挥和桩端阻力特征,表明抗拔桩在承受拉升荷载时的承载机理与抗压桩存在不同... 详细信息

嵌岩抗拔桩的荷载传递机理和抗拔承载性状的研究比较缺乏。依据某核电厂2根嵌岩灌注桩单桩竖向抗拔静载试验数据,分析了嵌岩抗拔桩在受荷时的轴力传递、侧阻力发挥和桩端阻力特征,表明抗拔桩在承受拉升荷载时的承载机理与抗压桩存在不同,通过对试验结果的分析讨论,揭示了该地区土层和嵌岩段抗拔侧阻力的取值特点,得出了一些为相同地区同类基桩的设计、施工和深入研究具有指导意义的结论。

关键词：岩土工程嵌岩抗拔桩承载性状试验荷载轴力传递