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挤土效应下复合地基桩-土侧向运动趋势分析与数量表征

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工业建筑 2023年第S02期53卷 541-545页

作者：杨开放孙春辉牟雨龙闫紫烨杨旭中电建路桥集团有限公司北京100048

以江门观龙路沿河挡墙PHC预制管桩与水泥搅拌桩复合地基基础为例,运用MIDAS有限元软件建立复合地基的数值模型,得到桩土侧压力-水平向挠度影响变化曲线,结果表明:水平挠度是桩土侧压力的主导影响因素,且呈现出随沉桩深度的加深而减小的... 详细信息

以江门观龙路沿河挡墙PHC预制管桩与水泥搅拌桩复合地基基础为例,运用MIDAS有限元软件建立复合地基的数值模型,得到桩土侧压力-水平向挠度影响变化曲线,结果表明:水平挠度是桩土侧压力的主导影响因素,且呈现出随沉桩深度的加深而减小的规律;通过有限元模型模拟静力分级加载工况得出,地基经加固后竖向沉降量降低了46%,并得出了复合地基荷载-沉降关系拟合曲线,可为地基竖向沉降提供经验计算公式;随后针对单桩与群桩挤土效应作用下的土体位移进行理论分析与现场试验,得出单桩效应时的土体水平位移与离管桩中心径向距离的影响曲线以及群桩效应时的土层位移趋势曲线,结果表明土体水平位移具有随土体深度先减小后增大最后趋于0的发展规律。

关键词：道路工程 PHC预制管桩水泥搅拌桩 MIDAS有限元分析挤土效应土层位移趋势

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带桩靴的管桩钢模贯入挤土效应

哈尔滨工业大学学报 2022年第2期54卷 135-144页

作者：周小文李俊庆周密肖自卫亚热带建筑科学国家重点实验室(华南理工大学) 广州510640 华南岩土研究中心(华南理工大学) 广州510640 中铁南方投资有限公司广东深圳518000

针对管桩钢模在贯入过程中出现的挤土效应迫使桩周土体发生变形,对施工产生不利影响的问题,基于RITSS大变形有限元方法建立管桩桩模贯入软土地基的数值模型,将仿真结果与现场实测数据作对比,验证有限元模型的准确性。随后开展参数分析,... 详细信息

针对管桩钢模在贯入过程中出现的挤土效应迫使桩周土体发生变形,对施工产生不利影响的问题,基于RITSS大变形有限元方法建立管桩桩模贯入软土地基的数值模型,将仿真结果与现场实测数据作对比,验证有限元模型的准确性。随后开展参数分析,研究沉桩过程中管桩桩端的几何形状、土体强度因素对于桩周土体流动特性的影响。结果表明,以相对贯入深度L_(p)/R=8为分界点,管桩在贯入过程中分为浅层贯入模式和深层贯入模式两种。在不同的贯入区域中,土体的流动特性有较大差异。桩周土的水平位移以及隆起量与管桩桩靴角度有较大关系。根据数值仿真研究,针对实际工程中最常使用的桩靴(β=60°,w_(p)=0.01 m)的桩模贯入结果,提出用于预测桩周土水平位移以及隆起量的拟合公式,与现场实测结果对比后证明该公式能够有效预测桩周土体的变形。研究结果为现浇混凝土管桩的设计和施工提供了理论指导。

关键词：管桩挤土效应大变形有限元分析水平位移土体隆起

开口管桩挤土效应的源-汇理论分析及透明土试验对比研究

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应用基础与工程科学学报 2020年第4期28卷 938-952页

作者：齐昌广郑金辉赖文杰王新泉单艳玲宁波大学土木与环境工程学院浙江宁波315211 浙大城市学院土木工程系浙江杭州310015

传统的圆孔扩张理论均基于无限土体推导,未考虑地表无约束的边界条件;且不适用于沉桩挤土效应这一半无限土体问题.采用考虑中间主应力的统一强度理论,对无限土体中的球孔扩张问题进行弹塑性分析;并结合源-汇理论,将管桩贯入视为竖向分... 详细信息

传统的圆孔扩张理论均基于无限土体推导,未考虑地表无约束的边界条件;且不适用于沉桩挤土效应这一半无限土体问题.采用考虑中间主应力的统一强度理论,对无限土体中的球孔扩张问题进行弹塑性分析;并结合源-汇理论,将管桩贯入视为竖向分布的数个球孔扩张的叠加,给出了半无限土体中开口管桩沉桩挤土效应的模拟计算方法;最后与透明土模型试验进行对比.结果表明:不考虑中间主应力会高估土体弹塑区交界处应力和塑性区半径,最大可相差26%和36%;土体剪胀特性对塑性区扩孔应力以及环向应变影响较大;不考虑管桩内腔土塞的存在会低估沉桩挤土效应.

关键词：源-汇理论圆孔扩张挤土效应中间主应力透明土模型试验开口管桩

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管桩挤土效应消除黄土湿陷效果试验研究

工程地质学报 2024年

作者：张明胡栋科张建设朱会强贾明钊中赟国际工程有限公司建华建材(河南)有限公司郑州航空工业管理学院

以黄河中下游地区湿陷性黄土地基为研究对象，探究管桩沉桩过程中的挤土效应对黄土湿陷的消除作用。结果表明，挤土效应通过改变黄土物理状态发挥作用。距桩中心点距离增加，桩间土孔隙比和干密度分别呈非线性增加和减小趋势，且在3倍... 详细信息

以黄河中下游地区湿陷性黄土地基为研究对象，探究管桩沉桩过程中的挤土效应对黄土湿陷的消除作用。结果表明，挤土效应通过改变黄土物理状态发挥作用。距桩中心点距离增加，桩间土孔隙比和干密度分别呈非线性增加和减小趋势，且在3倍直径范围内变化显著。对于中等湿陷黄土场地而言，沉桩后埋深较大的黄土湿陷可全部消除，埋深较浅的黄土湿陷可全部消除或从中等降至轻微。基于圆扩张理论的解析法认为，黄土湿陷消除的桩间距设置不应超过3倍桩径，在此基础上的桩间土变形属于塑性变形。此外，原位标准贯入和静力触探检测结果间接表明，沉桩后桩间土和单桩承载力均显著提高，这为黄河中下游地区中等湿陷黄土的地基处理提供了理论和数据支撑。

关键词：管桩挤土效应黄土湿陷性承载力

基于耦合欧拉-拉格朗日方法的砂土中静压桩挤土效应数值模拟

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山东大学学报(理学版) 2024年

作者：韩超王彤陈德文孙恩赐李平吴则祥周冲庄培芝济南大学土木建筑学院山东大学齐鲁交通学院山东电力工程咨询院有限公司山东建筑大学交通工程学院温州大学建筑工程学院

为探讨砂土地基中静压桩沉桩过程的挤土效应,引入Simsand砂土临界状态本构模型,采用耦合欧拉-拉格朗日(coupled Eulerian-Lagrangian,CEL)方法。基于相关试验数据校定了本构模型参数,利用模拟离心机沉桩试验,验证了数值模型的准确性。... 详细信息

为探讨砂土地基中静压桩沉桩过程的挤土效应,引入Simsand砂土临界状态本构模型,采用耦合欧拉-拉格朗日(coupled Eulerian-Lagrangian,CEL)方法。基于相关试验数据校定了本构模型参数,利用模拟离心机沉桩试验,验证了数值模型的准确性。结果表明,挤土效应的影响区域直径随着桩尖角度和砂土相对密度的增大而增大,压入过程中,平底桩的挤土效应倾向于竖向向前,增大了土体阻力。桩基压入引起近地表土层发生隆起,密砂地层的隆起较松砂地层显著。随着深度的增加,桩周土体的竖向位移由隆起变为向下移动,且趋于稳定,密砂中发生的侧向位移大于松砂地层。挤土效应的影响区域直径随桩端竖向向下方向迅速衰减,随桩端竖向向上方向发生小幅度减小,在密砂中沿径向方向呈现先增大后减小的趋势。

关键词：静压桩数值模拟耦合欧拉-拉格朗日方法挤土效应砂土

基于耦合欧拉-拉格朗日方法的砂土中静压桩挤土效应数值模拟

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山东大学学报（工学版） 2024年第2期54卷 143-152页

作者：韩超王彤陈德文孙恩赐李平吴则祥周冲庄培芝山东电力工程咨询院有限公司山东济南250013 济南大学土木建筑学院山东济南250022 山东大学齐鲁交通学院山东济南250002 温州大学建筑工程学院浙江温州325035 山东建筑大学交通工程学院山东济南250101

为探讨砂土地基中静压桩沉桩过程的挤土效应,引入Simsand砂土临界状态本构模型,采用耦合欧拉-拉格朗日(coupled Eulerian-Lagrangian, CEL)方法,模拟分析了砂土中静压沉桩过程的挤土效应。基于相关试验数据校定本构模型参数,利用模拟离... 详细信息

为探讨砂土地基中静压桩沉桩过程的挤土效应,引入Simsand砂土临界状态本构模型,采用耦合欧拉-拉格朗日(coupled Eulerian-Lagrangian, CEL)方法,模拟分析了砂土中静压沉桩过程的挤土效应。基于相关试验数据校定本构模型参数,利用模拟离心机沉桩试验,验证数值模型的准确性。结果表明,挤土效应的影响区域直径随着桩尖角度和砂土相对密度的增大而增大,压入过程中,平底桩的挤土效应倾向于竖向向前,增大了土体阻力。桩基压入引起近地表土层发生隆起,密砂地层的隆起较松砂地层显著。随着深度增加,桩周土体的竖向位移由隆起变为向下移动,且趋于稳定,密砂中发生的侧向位移大于松砂地层。挤土效应的影响区域直径随桩端竖向向下方向迅速衰减,随桩端竖向向上方向发生小幅度减小,在密砂中沿径向方向呈现先增大后减小的趋势。

关键词：静压桩数值模拟耦合欧拉-拉格朗日方法挤土效应砂土

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劲性复合桩挤土效应及承载力作用机理研究

岩土力学 2023年

作者：朱锐周峰陈廷柱邓亚光陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室南京工业大学交通运输工程学院南京江北公用建设工程有限公司 4. 江苏劲桩基础工程有限公司

劲性复合桩施工工艺复杂，为了明晰其成桩过程中的挤土效应及荷载传递机理，开展了劲性复合桩挤土效应试验、静力触探试验研究，描述了劲性复合桩成桩过程中桩周土体孔隙水压力、总应力、有效应力的变化情况，探讨了劲性复合桩承载力形... 详细信息

劲性复合桩施工工艺复杂，为了明晰其成桩过程中的挤土效应及荷载传递机理，开展了劲性复合桩挤土效应试验、静力触探试验研究，描述了劲性复合桩成桩过程中桩周土体孔隙水压力、总应力、有效应力的变化情况，探讨了劲性复合桩承载力形成机理。试验结果表明：劲性复合桩挤土效应沿桩径方向逐渐减小、沿桩长方向逐渐增大；在劲性复合桩成桩过程中，周围土层的有效应力增长了12%～63%，桩侧摩阻力也因此显著提升；锥尖阻力、侧壁阻力则分别提高了约13%～84%、8%～97%。同时，劲性复合桩通过多种不同强度材料的组合，沿桩径方向依次形成了承载力递减的四个受力构件，实现了比常规桩基均质材料更好的承载效能，本质上是契合了桩顶荷载沿桩径方向、桩长方向引起的桩身剪切应力、压缩应力均会逐渐衰减的特性，这也是劲性复合桩显著经济优势的来源。

关键词：劲性复合桩挤土效应承载力有效应力桩土共同作用

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成层地基土中群桩挤土效应现场试验研究

东南大学学报（自然科学版） 2020年第6期50卷 1090-1096页

作者：万星丁建文黄聪丁诚东南大学交通学院南京211189

为探究沉桩挤土效应的空间分布规律,开展了预制方桩群桩锤击施工的现场试验研究.针对群桩贯入产生的超孔隙水压力与土体深层水平位移进行测试分析,并结合深厚淤泥软土层下卧粉砂粉土互层的上软下硬地层条件,研究了土层性质、沉桩速率、... 详细信息

为探究沉桩挤土效应的空间分布规律,开展了预制方桩群桩锤击施工的现场试验研究.针对群桩贯入产生的超孔隙水压力与土体深层水平位移进行测试分析,并结合深厚淤泥软土层下卧粉砂粉土互层的上软下硬地层条件,研究了土层性质、沉桩速率、结构损伤等要素对成层地基土中挤土效应的影响机理.结果表明,深厚淤泥土层中超孔隙水压力随深度近似线性增大,可达有效上覆压力的1.61倍,孔压消散速率极为缓慢,休止30 d后仍残余50%以上.下卧粉砂粉土互层中超孔隙水压力峰值明显较低,随深度变化无明显线性规律,且孔压消散迅速,休止2 d后即可消散95%以上.由于上软下硬的地层分布形式,土体深层水平位移曲线表现出上大下小的特征,在软硬土层交界面处变形易发生突变.群桩锤击施工对土体结构的扰动损伤导致休止期土体的侧向回移速率明显滞后于孔压的消散速率.

关键词：挤土效应成层土超孔隙水压力土体水平位移结构损伤

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基于CEL法的静压管桩挤土效应数值分析

华南理工大学学报（自然科学版） 2021年第4期49卷 28-38页

作者：魏丽敏李双龙杜猛张红何群中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中铁二院工程集团有限责任公司四川成都610031 中铁十局集团有限公司山东济南250001

采用耦合欧拉-拉格朗日(CEL)有限元法分别建立单桩模型、预钻孔单桩模型、压入桩和隔离桩并存的双桩模型,研究桩周土体位移场变化规律,探讨预钻孔、隔离桩对挤土效应的控制效果。结果表明:管桩静压过程中,压桩深度不同,土体径向水平位... 详细信息

采用耦合欧拉-拉格朗日(CEL)有限元法分别建立单桩模型、预钻孔单桩模型、压入桩和隔离桩并存的双桩模型,研究桩周土体位移场变化规律,探讨预钻孔、隔离桩对挤土效应的控制效果。结果表明:管桩静压过程中,压桩深度不同,土体径向水平位移沿深度分布规律也不同,但其最大值始终出现在桩尖附近,且距桩尖下6~7 d(d为桩径)深度以下土体不受压桩影响;当桩压入深度大于8 d后,土体由浅层破坏转至深层破坏,对地表隆起的影响不再明显;压桩完成后,土体径向位移随与桩距离的增大呈指数型衰减。预钻孔深度越大,对挤土效应控制效果越好;隔离桩可以大大削弱其背侧土体的挤土变形量,且使发生最大径向水平位移的位置由桩尖附近向上转移至0.5L(L为桩长)深度处。CEL有限元法适用于静压管桩挤土效应分析,可推广应用于诸如沉桩、桩靴贯入等考虑大变形岩土工程问题的研究。

关键词：耦合欧拉-拉格朗日法挤土效应数值分析预钻孔隔离桩