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斜坡桩基上拔极限承载力数值模拟研究

科学技术与工程 2013年第18期21卷 5260-5264页

作者：程刘勇陈善雄余飞许锡昌李剑中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室武汉430071

利用有限差分软件FLAC3D,开展了斜坡桩基上拔极限承载力研究。分析了斜坡桩基上拔极限承载力的变化规律及其影响因素;并与平地桩基进行对比。分析了斜坡的存在对承载力的影响,给出了斜坡影响度的概念。研究表明:影响度大小呈现一定规律... 详细信息

利用有限差分软件FLAC3D,开展了斜坡桩基上拔极限承载力研究。分析了斜坡桩基上拔极限承载力的变化规律及其影响因素;并与平地桩基进行对比。分析了斜坡的存在对承载力的影响,给出了斜坡影响度的概念。研究表明:影响度大小呈现一定规律:随临坡距的增加呈现减小趋势;随坡度的增大呈现增大趋势,随桩长的增大呈现先增大后减小的趋势。实际工况中可以通过增大桩长、增大临坡距、减小坡度来提高斜坡上桩基的上拔承载力。当临坡距大于2倍桩径或边坡坡度小于1∶1.5时,再通过增大临坡距或减小坡度来提高斜坡桩基的上拔承载力效果并不显著。

关键词：斜坡桩基上拔承载力数值模拟 FALC3D

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冲刷作用下斜坡桩基竖向极限承载力评价方法

武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2019年第1期43卷 20-25页

作者：段瑞芳王鼎王晓明陕西交通职业技术学院西安710018 长安大学桥梁工程研究所西安710064

由于不能考虑土体冲刷对桩周土体初始应力的影响及随着冲刷深度的增加桩周土体压缩回弹效应的增强,简单地按高承台形式来考虑水流冲刷作用对桩基承载性状的影响是不够准确的.文中建立了考虑冲刷深度比率的冲刷作用下斜坡桩基竖向承载力... 详细信息

由于不能考虑土体冲刷对桩周土体初始应力的影响及随着冲刷深度的增加桩周土体压缩回弹效应的增强,简单地按高承台形式来考虑水流冲刷作用对桩基承载性状的影响是不够准确的.文中建立了考虑冲刷深度比率的冲刷作用下斜坡桩基竖向承载力评价模型.设计了10组数值模拟实验,采用FLAC3D弹塑性分析软件,分析了冲刷作用对桩端阻力与桩侧摩阻力的影响机理.采用非线性回归分析,建立了冲刷作用的影响系数函数;使用基于麦考特法的通用全局优化算法进行迭代计算,确定影响系数函数的参数,得到冲刷作用下斜坡桩基竖向极限承载力评价方法.

关键词：斜坡桩基竖向承载力边坡系数临坡距有限差分法 FLAC

竖向荷载下斜坡桩基承载力及影响因素数值研究

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科学技术与工程 2013年第18期21卷 5399-5403,5422页

作者：程刘勇陈善雄余飞许锡昌李剑秦尚林中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室武汉430071

利用有限差分软件FLAC3D,开展了竖向荷载下斜坡桩基极限承载力研究。分析了斜坡桩基竖向极限承载力的变化规律及其影响因素。并与平地桩基进行对比,分析了斜坡的存在对承载力的影响。最后给出了斜坡与平地桩基极限承载力比值工程应用表... 详细信息

利用有限差分软件FLAC3D,开展了竖向荷载下斜坡桩基极限承载力研究。分析了斜坡桩基竖向极限承载力的变化规律及其影响因素。并与平地桩基进行对比,分析了斜坡的存在对承载力的影响。最后给出了斜坡与平地桩基极限承载力比值工程应用表。研究表明:斜坡桩基极限承载力与临坡距呈正比关系,临坡距越大,极限承载力越高;与坡度呈反比关系,坡度越小,极限承载力越大。提出了一种斜坡桩基竖向极限承载力实用计算方法:实际工程中,可以先按传统的设计计算方法确定平地桩基的承载力,然后根据实际坡度和临坡距离,采用插值的方法在比值表中取相应的调整系数,确定斜坡桩基的承载力。

关键词：斜坡桩基极限承载力数值模拟 FALC3D

斜坡桩基动力响应的离心机模型试验及数值模拟

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公路与汽运 2017年第4期 175-179页

作者：罗智猛贺炜长沙理工大学土木与建筑学院湖南长沙410004

为研究地震作用下斜坡桩基的动力响应及桩-土相互作用机理,在土工离心机上进行模型试验,分析了斜坡土体的加速度放大效应、斜坡土体位移情况和桩身变形特性,并通过数值模拟予以论证。结果表明,地震作用下斜坡坡肩位置最容易失稳;桩基所... 详细信息

为研究地震作用下斜坡桩基的动力响应及桩-土相互作用机理,在土工离心机上进行模型试验,分析了斜坡土体的加速度放大效应、斜坡土体位移情况和桩身变形特性,并通过数值模拟予以论证。结果表明,地震作用下斜坡坡肩位置最容易失稳;桩基所处位置和连接形式是造成桩基变形差异的重要因素;斜坡土体对桩基挤压作用明显,在抗震设计时应考虑斜坡上部土体的加固措施。

关键词：桥梁斜坡桩基动力响应数值模拟离心机模型试验

考虑斜坡效应的桥梁桩基动力响应特性及地震易损性分析

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土木工程学报 2024年

作者：尹平保陆帆贺炜万长明李懿德张晓曦长沙理工大学土木工程学院江西省交通投资集团有限责任公司中冶成都勘察研究总院有限公司

地震作用下斜坡段桥梁桩基的动力响应特性及损伤程度演化机理尚值得深入研究。开展了斜坡桩基离心机振动台试验，获得了特定坡度条件下各测点的加速度时程曲线；基于桩-坡动力相互作用模型，对比分析了桩-坡系统加速度响应特征，验证了... 详细信息

地震作用下斜坡段桥梁桩基的动力响应特性及损伤程度演化机理尚值得深入研究。开展了斜坡桩基离心机振动台试验，获得了特定坡度条件下各测点的加速度时程曲线；基于桩-坡动力相互作用模型，对比分析了桩-坡系统加速度响应特征，验证了计算模型和参数取值的合理性；依托某斜坡桩基，通过IDA时程分析，获得了斜坡坡度和桩径对桩基动力响应的影响规律，据此建立斜坡桩基地震易损性曲线。研究表明：桩-坡系统存在加速度放大效应，且越靠近坡顶放大效应越明显；桩身最大水平位移和最大正弯矩均位于桩顶处，而最大负弯矩约发生在土-岩交界面处；随地面峰值加速度PGA增大，桩基易损性增大；当PGA相同时，桩基极易由轻微破坏发展为中等破坏，而由严重破坏发展为完全破坏的概率相对较小；桩径越大，桩身弯矩越大，而桩身水平位移及易损性减小；随斜坡坡度增大，桩身弯矩、水平位移及易损性均随之增大。在实际工程设计中，合理布置桩位和设定桩径可有效提高斜坡桩基的抗震性能。

关键词：桥梁工程斜坡桩基离心机模型试验 IDA时程分析数值模拟地震易损性

基于斜坡-桩基体系整体模型的地震动力响应研究

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基于斜坡-桩基体系整体模型的地震动力响应研究

作者：陈宇林长沙理工大学

学位级别：硕士

西部山区和“一带一路”路上沿线地形地貌多样,为满足道路线形的设计要求,不少公路路段选择高架桥跨越的方案,同时沿线地震等自然灾害频发,严重威胁到桥梁工程的安全,尤其是桥梁桩基的震害没有得到充分研究。目前工程设计和规范要求对... 详细信息

西部山区和“一带一路”路上沿线地形地貌多样,为满足道路线形的设计要求,不少公路路段选择高架桥跨越的方案,同时沿线地震等自然灾害频发,严重威胁到桥梁工程的安全,尤其是桥梁桩基的震害没有得到充分研究。目前工程设计和规范要求对此类桩基的抗震设计并没有明确的规定。本文针对在地震作用下的山区斜坡段桥梁桩基,开展了斜坡土体震致变形特性和桩土动力响应特性的有关研究,有助于完善现有的桥梁桩基抗震设计,为今后此类工程建设提供重要的参考价值。本文主要研究工作如下:(1)对比分析了静力法、反应谱法和时程反应分析法的计算原理,确定时程反应分析法结合有限元的研究手段,最适用于对离心机振动台试验进行验证和扩展分析;总结了动力作用下土体多屈服面模型的屈服函数、硬化法则和流动准则;总结了组成改进的动力Winkler地基梁模型的弹簧组件计算公式。(2)基于Opensees软件平台,针对斜坡桩离心机振动台试验,通过引入土体多屈服面模型模拟斜坡土体震致剪切变形,引入改进的动力Winkler地基梁模型模拟桩土动力相互作用,进行地震波输入与网格划分方式分析,建立起二维有限元斜坡-桩基体系整体模型。通过试验所测的土体加速度反应,桩身残余弯矩分布和桩身残余位移分布等结果验证了整体模型的合理性,进一步分析了桩基位移时程特性与斜坡场地变形特征。(3)基于整体模型,对于斜坡坡角、斜坡土体性质和桩身直径等影响因素,从斜坡场地震后位移、斜坡土体震致剪切变形情况(斜坡土体不同深度剪应变时程变化)、桩身残余位移分布、桩顶位移时程变化和桩基残余弯矩分布等方面,分析斜坡场地与桩基动力响应情况,探索有关变化规律,提出有关工程设计建议。

关键词：斜坡桩基整体模型震后位移分布残余位移残余弯矩位移比

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地震作用下斜坡桥梁桩基动力响应及变形特征

长沙理工大学学报(自然科学版) 2024年

作者：陈源锋付亚伟广西桂通工程管理集团有限公司广西桂中工程咨询有限公司

【目的】研究斜坡桩基在地震作用下的动力响应及变形特征，为山区桥梁桩基设计和施工提供参考。【方法】利用颗粒流模拟软件(particle flow code 2-dimensional， PFC2D)建立斜坡桩基模型，通过参数标定得到模型细观参数，以动力边界条... 详细信息

【目的】研究斜坡桩基在地震作用下的动力响应及变形特征，为山区桥梁桩基设计和施工提供参考。【方法】利用颗粒流模拟软件(particle flow code 2-dimensional， PFC2D)建立斜坡桩基模型，通过参数标定得到模型细观参数，以动力边界条件设置来完成地震波加载，考虑桩基形式和坡度为变量，分析地震过程中斜坡动力响应规律及桩基的受力与变形特征。【结果】数值模拟结果表明：群桩基础斜坡场地的震动变形破坏程度较单桩基础要小，且坡度的增大会使场地变形破坏更加严重。与坡肩相比，坡脚和坡内测点的加速度放大系数分别减小27.7%和37.9%，表明坡肩处的加速度放大效应更为显著。各桩基桩身弯矩最大值均出现在基岩面附近，在坡度为30°和45°时，双桩群桩基础桩身最大弯矩绝对值较单桩基础分别减小18.4%和19.8%，而当桩基形式为单桩和双桩群桩基础时，坡度45°较30°的桩身最大弯矩绝对值分别增大8.8%和7.3%。桩身最大水平位移发生在桩顶处，群桩基础的最大桩身弯矩和水平位移都较单桩基础小，坡度越大，桩基桩身弯矩和水平位移都有所增大。【结论】桩基形式和坡度对斜坡动力响应和桩身受力变形有较大影响，在桩基设计选址时，合理选择桩基位置和桩基形式可有效提高桥梁桩基在斜坡上的抗震效果。

关键词：桥梁工程斜坡桩基颗粒流模拟场地动力响应桩身变形特征

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斜坡桩基础设计探讨

价值工程 2011年第30期30卷 70-70页

作者：潘伟辉陈慧熊博毅江西省交通设计院南昌330002

位于斜坡上的桥梁桩基,由于桩基斜坡下方的土体在桩基纵向水平的挤压作用下,土体会产生滑移,甚至破坏,土中最大弯矩和弯矩零点深度会增加,桩基边缘与坡面的距离,现行规范没有具体的规定和要求,有些文章提供了经验值,但经验值没有考虑荷... 详细信息

位于斜坡上的桥梁桩基,由于桩基斜坡下方的土体在桩基纵向水平的挤压作用下,土体会产生滑移,甚至破坏,土中最大弯矩和弯矩零点深度会增加,桩基边缘与坡面的距离,现行规范没有具体的规定和要求,有些文章提供了经验值,但经验值没有考虑荷载的影响,本文主要利用桩土相互作用机理,对桩土作用效用进行探讨,并提出与荷载相关的斜坡桩基边缘与坡面的距离计算式,供同行在设计中参考。

关键词：斜坡桩基被动土压力安全宽度

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抗滑桩孔开挖对斜坡桥梁双桩基础影响分析

公路交通科技 2023年第12期40卷 107-114页

作者：马定乐董鹏晏长根万琪广东交通实业投资有限公司广东广州510000 交通运输部公路科学研究院北京100088 长安大学公路学院陕西西安710064 广东交科检测有限公司广东广州510550

为探究不同工况下抗滑桩孔开挖对斜坡桥梁桩基础的影响,在国内外已有研究成果的基础上,通过对桥梁双桩基础的受力特点进行理论分析,建立了双排桩各分段桩基的挠曲微分方程。提出了在抗滑桩孔开挖条件下的斜坡桥梁双桩基础的内力与变形... 详细信息

为探究不同工况下抗滑桩孔开挖对斜坡桥梁桩基础的影响,在国内外已有研究成果的基础上,通过对桥梁双桩基础的受力特点进行理论分析,建立了双排桩各分段桩基的挠曲微分方程。提出了在抗滑桩孔开挖条件下的斜坡桥梁双桩基础的内力与变形计算方法,并结合工程实例分析和验证了方法的可行性。确定并揭示了斜坡桥梁桩基础在邻近抗滑桩桩孔施工过程中的破坏模式和内在原因。结果表明:在斜坡桥梁下部抗滑桩桩孔开挖前,A桩与B桩的桩顶位移分别为8.46 mm和8.41 mm,桩身最大弯矩分别为1 020 kN·m和1 023.87 kN·m,基本满足设计要求;而当桥下抗滑桩桩孔开挖后,A桩与B桩桩顶位移分别为15.30 mm和15.29 mm,桩身最大弯矩分别为1 145.18 kN·m和1 024.4 kN·m;当桥下抗滑桩桩孔及桩间土全部开挖后,A桩与B桩桩顶位移分别为21.88 mm和21.41 mm,桩身最大弯矩分别为1 277 kN·m和944.28 kN·m;通过计算方法得出2种开挖情况前后桩顶位移和最大弯矩都不满足设计要求。综合工程案例中3种工况下斜坡桥梁桩身内力和变形的计算分析,案例中桥梁桩基发生破坏主要由桥梁下部抗滑桩桩孔的开挖引起边坡滑动,桩身横向受力加剧,导致桥梁桩基的受力状况发生改变,桩身发生挠曲变形,进而引发桩基变形。

关键词：桥梁工程计算方法理论分析斜坡桩基受力变形