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扩底桩承载力空间屈服包络面的基本特性

岩土力学 2006年第8期27卷 1229-1234页

作者：文松霖长江科学院土工所武汉430010

通过扩底桩的土槽载荷试验和离心机仿真模型试验,对不同类型荷载之间的相互影响、组合荷载作用下桩的抵抗机理和承载力屈服包络面的特性进行了分析。结果表明:铅直、水平荷载作用下桩的承载力屈服包络线,弯矩、水平荷载作用下的承载力... 详细信息

通过扩底桩的土槽载荷试验和离心机仿真模型试验,对不同类型荷载之间的相互影响、组合荷载作用下桩的抵抗机理和承载力屈服包络面的特性进行了分析。结果表明:铅直、水平荷载作用下桩的承载力屈服包络线,弯矩、水平荷载作用下的承载力屈服包络线都可近似地用椭圆来表现。屈服包络线可用桩的单方向极限承载力的经验公式来生成。根据承载力空间屈服面的连续性,提出了用桩的单方向极限承载力Vm,Hm,Um和Mm求解桩的承载力空间屈服面的经验公式。在桩的设计计算过程中,必须考虑铅直荷载、水平荷载及弯矩荷载间的相互影响。

关键词：扩底桩组合荷载相互影响屈服包络线空间屈服包络面

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扩底桩桩端承载机制初探

岩土力学 2011年第7期32卷 1970-1974页

作者：文松霖长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室武汉430010

桩端承载力是扩底桩承载力的主要组成部分,如何定性、定量地评价其承载机制是扩底桩设计的关键。通过扩底桩的模型试验,对扩底桩桩端承载机制进行了探讨分析,得出了以下结果:扩底桩承载力的大小受桩端阻力的发挥程度控制。扩底桩桩端承... 详细信息

桩端承载力是扩底桩承载力的主要组成部分,如何定性、定量地评价其承载机制是扩底桩设计的关键。通过扩底桩的模型试验,对扩底桩桩端承载机制进行了探讨分析,得出了以下结果:扩底桩承载力的大小受桩端阻力的发挥程度控制。扩底桩桩端承载力和桩周摩阻力发挥的不同步程度要比非扩底桩的显著。扩底桩桩端极限破坏形状与非扩底桩的不同,类似于逆向的锚板基础破坏形状。由于扩底部的存在,使得桩端地基承载力强度有所下降;在扩底桩桩端承载力设计计算时,必须进行因扩底引起桩端承载力降低的修正。

关键词：扩底桩模型试验桩端承载力桩端承载机制

高铁振动对邻近扩底桩承载特性及动力响应的影响研究

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高铁振动对邻近扩底桩承载特性及动力响应的影响研究

作者：刘洋河北建筑工程学院

学位级别：硕士

扩底桩有较高的承载性能安全储备,可用于多种地质条件中,从上部结构产生的静力荷载到周边列车动力荷载的全寿命周期都有必要开展研究工作,在很多情况下桩基础会受到不同形式荷载的影响,因此本文在前人研究的基础上,对扩底桩受上部结构... 详细信息

扩底桩有较高的承载性能安全储备,可用于多种地质条件中,从上部结构产生的静力荷载到周边列车动力荷载的全寿命周期都有必要开展研究工作,在很多情况下桩基础会受到不同形式荷载的影响,因此本文在前人研究的基础上,对扩底桩受上部结构静力荷载和周边动力荷载的影响进行探究,预期成果有助于丰富扩底桩基础的设计施工及维护方面内容,能够对今后相似工程提供参考与借鉴。本文针对以上两方面开展了以下研究内容:扩底桩理论计算研究。对扩底桩受力变形规律和荷载沿桩身的传递规律方面内容总结;分析规范中的计算方法,并在此基础上推导将扩底桩与地基土看作整体时的沉降计算公式,对列车周边的桩-土模型进行受力分析。扩底桩承载性能及动力响应模型试验研究。开展扩底桩静荷载试验和动力响应试验,通过这两部分试验内容,对运营线路周边扩底桩基础在使用周期内受不同因素影响下的承载特性变化进行分析。扩底桩承载机理数值模拟分析。对扩底桩受静力荷载和扩底桩受周边列车动力荷载两部分进行仿真模拟,完整的分析不同规格扩底桩基础在静力环境下的承载机理和动力响应规律。通过试验和数值模拟结果,总结出以下结论:(1)选择扩底桩来代替等直径桩,可以同时满足缩短桩长来减少材料成本和有效避让既有建筑物,大幅增加安全储备;在实际工程中应考虑承载力的提升是否匹配增加用料的成本。(2)扩底桩桩身轴力分布更加均匀,桩周土体的变形主要发生在桩底2D深度范围内;扩底桩对地基土体的影响范围更广,荷载增加会导致整个扩底段完全与桩周土层分离,但桩身等截面段始终保持与土体良好的接触。(3)增加扩底直径主要影响桩端的动力响应强度,当扩径达到2d后,桩身各处受临近列车荷载的影响显著变小;车速可直接影响临近扩底桩基础桩底的动力响应强度,邻近桩基础时应控制车速在一定范围内。(4)列车动力荷载对临近桩基础上部的竖向位移影响最大,桩身在埋深1/6L处的动应力和竖向速度变最剧烈,路基上的振动荷载对地基土层位移影响较小,对地基土层中的桩基础位移影响较大。

关键词：扩底桩模型试验数值模拟动力响应

上覆土嵌岩扩底桩抗拔承载特性离心模型试验及计算方法研究

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岩土力学 2019年第9期40卷 3405-3415页

作者：王钦科马建林陈文龙杨彦鑫胡中波西南交通大学土木工程学院四川成都610031 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司四川成都610072

随着我国西部输电线路工程的快速发展,杆塔基础抗拔问题日益突出,岩体的破坏模式、极限抗拔承载力的计算方法都是目前亟待解决的关键问题。根据离心模型试验结果,分析了岩体破坏模式、荷载-位移曲线、桩身轴力分布和桩侧摩阻力曲线。基... 详细信息

随着我国西部输电线路工程的快速发展,杆塔基础抗拔问题日益突出,岩体的破坏模式、极限抗拔承载力的计算方法都是目前亟待解决的关键问题。根据离心模型试验结果,分析了岩体破坏模式、荷载-位移曲线、桩身轴力分布和桩侧摩阻力曲线。基于试验结果对岩体破坏形状进行无量纲化处理并拟合,得到了统一的函数描述形式。在此基础上,利用极限平衡法推导出上覆土嵌岩扩底桩极限抗拔承载力的计算方法,并对该计算方法作了简化分析,将积分计算值和简化计算值分别与离心模型试验结果进行对比。研究结果表明:上覆土嵌岩扩底桩的软质岩破坏模式为喇叭型曲面,可用统一的幂函数形式进行描述。简化计算方法的结果与离心模型试验结果吻合良好,提出的新方法对西部山区杆塔基础的抗拔设计具有参考和应用价值。

关键词：扩底桩离心模型试验岩体破坏模式极限抗拔承载力简化计算方法

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等截面桩与扩底桩抗拔承载特性数值分析研究

岩土力学 2008年第9期29卷 2583-2588页

作者：吴江斌王卫东黄绍铭华东建筑设计研究院有限公司上海200002 上海现代建筑设计集团有限公司上海200041

建立了等截面桩与扩底桩的抗拔分析模型。采用直接约束处理的接触算法与库仑摩擦模型来模拟桩-土界面,土体选用抛物线型Mohr-Coulomb本构模型。通过程序的二次开发,实现初始应力场的合理计算,并采用位移边界对扩底抗拔桩的上拔过程进行... 详细信息

建立了等截面桩与扩底桩的抗拔分析模型。采用直接约束处理的接触算法与库仑摩擦模型来模拟桩-土界面,土体选用抛物线型Mohr-Coulomb本构模型。通过程序的二次开发,实现初始应力场的合理计算,并采用位移边界对扩底抗拔桩的上拔过程进行动态的非线性有限元模拟。以现场足尺试验中的试桩为数值分析对象,通过调整计算参数使计算得到荷载-位移关系曲线与试验结果拟合接近,来验证数值模型的正确性并确定计算参数。在此基础上,研究了上拔过程中轴力、侧摩阻力的大小与分布、桩身与扩大头附近土体变形与塑性区的发展规律。数值分析加深了对扩底桩抗拔承载特性的进一步认识。

关键词：等截面桩扩底桩抗拔桩足尺试验承载特性数值分析

饱和及非饱和粉土中扩底桩极限上拔承载力大尺寸模型试验研究

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岩石力学与工程学报 2010年第5期29卷 1068-1074页

作者：陈仁朋张革强孔令刚陈云敏邢月龙应建国浙江大学岩土工程研究所浙江杭州310058 浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室浙江杭州310058 浙江省电力设计院浙江杭州310014

通过采用大比例尺模型对饱和度为49%的非饱和粉土及饱和粉土中埋深比(桩埋深与扩底直径之比)为1,2,3和5的扩底桩进行试验研究,揭示饱和度、埋深比对扩底桩极限上拔承载力及其破坏模式的影响。试验结果表明:土体饱和度从49%增加至100%,... 详细信息

通过采用大比例尺模型对饱和度为49%的非饱和粉土及饱和粉土中埋深比(桩埋深与扩底直径之比)为1,2,3和5的扩底桩进行试验研究,揭示饱和度、埋深比对扩底桩极限上拔承载力及其破坏模式的影响。试验结果表明:土体饱和度从49%增加至100%,扩底桩的极限上拔承载力降低至原来的30%～50%;扩底桩埋深比从1增加至5,非饱和及饱和土中桩的极限上拔承载力分别增加8和12倍;扩底桩的上拔破坏模式随埋深增大由桩周土体倒圆锥台形破坏变为扩底圆周土体局部破坏。

关键词：桩基工程扩底桩大比尺模型试验极限承载力破坏模式非饱和土

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扩底桩群桩横向受荷承载性能研究

自然灾害学报 2019年第1期28卷 24-30页

作者：张蕾周帆张瑞李风丽祁家海昆明理工大学建筑工程学院云南昆明650500

本文基于扩底群桩横向受力室内模型试验加载结果,结合有限元软件Midas GTS NX建立扩底群桩数值模型,通过数据分析,研究直桩与扩底桩不同的排列组合时,群桩所达到的最优承载效果,分析不同的桩长、桩间距等影响因素对群桩横向承载特性的... 详细信息

本文基于扩底群桩横向受力室内模型试验加载结果,结合有限元软件Midas GTS NX建立扩底群桩数值模型,通过数据分析,研究直桩与扩底桩不同的排列组合时,群桩所达到的最优承载效果,分析不同的桩长、桩间距等影响因素对群桩横向承载特性的影响规律。本文的研究成果补充完善扩底桩在横向加载作用下的受力承载变形机理,对扩底桩基础的应用及发展提供有利支撑依据。

关键词：扩底桩扩底群桩混合群桩横向荷载水平位移

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单向冻结条件下扩底桩抗冻拔能力试验研究

工程科学与技术 2021年第1期53卷 122-131页

作者：黄旭斌盛煜黄龙彭尔兴曹伟张玺彦何彬彬中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049

采用单向冻结的方法,针对季节冻土区扩底桩的抗冻拔能力,分别选取不同扩角(无扩角直桩、45°、60°、70°)和不同埋深(240、290、340 mm),以及不同扩底直径(74、98、114 mm)的扩底桩开展室内试验研究。根据试验及计算结果,3组试验的最... 详细信息

采用单向冻结的方法,针对季节冻土区扩底桩的抗冻拔能力,分别选取不同扩角(无扩角直桩、45°、60°、70°)和不同埋深(240、290、340 mm),以及不同扩底直径(74、98、114 mm)的扩底桩开展室内试验研究。根据试验及计算结果,3组试验的最终冻结深度分别为19.51、14.36、14.80 cm。不同扩角扩底桩的最终冻拔量基本相同,且仅为直桩的28.3%;扩底桩的最终冻拔量随着埋深的增大并非按照比例减小,但随扩底直径的增大基本按比例减小。桩的冻胀量变幅随冻结深度的增大呈先增大后减小的趋势,且与土体的冻结速率呈负相关关系。直桩的冻拔速率随冻结深度先增大后迅速减小,扩底桩的冻拔速率随冻结深度呈先增大后稳定减小的趋势。土体冻胀在桩的约束下呈漏斗形,扩底桩对桩侧土的约束冻胀明显强于直桩,间接说明了扩底桩的抗冻拔能力优于直桩。根据冻结过程中土的冻结速率和桩的冻拔量的变化规律,提出将桩的抗冻拔因子作为桩抗冻拔性能的评判标准,对不同影响因素下扩底桩的抗冻拔效果进行分析,结果表明:扩角对桩的抗冻拔能力影响较小,埋深和扩底直径的增大可提高桩的抗冻拔能力。综合比较,影响扩底桩抗冻拔性能最主要的因素是扩底直径,其次为桩的埋深,影响最小的是桩的扩角大小。试验结果及分析可为季节冻土区扩底桩的抗冻拔设计及理论计算提供参考。

关键词：季节冻土区扩底桩抗冻拔能力冻拔量冻拔速率约束冻胀抗冻拔因子

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扩底抗拔桩桩端阻力的群桩效应研究

岩土力学 2012年第7期33卷 2203-2208页

作者：王浩上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司上海200092

通过颗粒流数值模拟,从桩端阻力随上拔位移的发展与桩端周围土体颗粒位移表现等角度,研究了扩底抗拔桩端阻力的群桩效应问题。研究比较了单桩(墩)与群桩(墩)的抗拔性状以及不同墩距下中心墩与边墩阻力随上拔位移发展的情况。研究表明,... 详细信息

通过颗粒流数值模拟,从桩端阻力随上拔位移的发展与桩端周围土体颗粒位移表现等角度,研究了扩底抗拔桩端阻力的群桩效应问题。研究比较了单桩(墩)与群桩(墩)的抗拔性状以及不同墩距下中心墩与边墩阻力随上拔位移发展的情况。研究表明,在归一化上拔量s/D 0.1时,单桩(墩)与群桩(墩)的上拔特性无明显差别;此后,随着上拔位移的发展,单桩(墩)的上拔端阻力要大于群桩中的桩(墩)的端阻力,桩(墩)周围土体颗粒的相互影响开始显现。在归一化上拔量s/D 0.5的情况下,群桩(墩)中中心桩(墩)的端阻力要略大于边桩(墩)。在归一化上拔量s/D 0.5的情况下,群桩中边桩的桩端阻力较中心桩的要大,而群墩中边墩的墩端阻力较中心墩要小,体现了桩身侧限对抗拔桩群中端阻力发挥的影响。随着墩距的增大,在较大的位移量以后群墩才与单墩的受力有显著差别。

关键词：扩底桩抗拔承载力桩端阻力群桩效应颗粒流数值模拟