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有孔管桩力学性能有限元数值分析

安徽建筑 2022年第8期29卷 84-85,90页

作者：乐腾胜雷金波郭杨高坤陈小川张骏安徽省建筑科学研究设计院绿色建筑与装配式建造安徽省重点实验室安徽合肥230031 南昌航空大学土木建筑学院江西南昌330063

文章以钢管桩为研究对象,采用有限元数值分析方法建立无孔和3种不同孔径有孔钢管桩三维模型,得到桩身发生屈服破坏和极限破坏时的应力云图和位移云图,对比分析竖向荷载作用下桩身开孔设计对桩身力学性能的影响,为预制管桩新技术的应用... 详细信息

文章以钢管桩为研究对象,采用有限元数值分析方法建立无孔和3种不同孔径有孔钢管桩三维模型,得到桩身发生屈服破坏和极限破坏时的应力云图和位移云图,对比分析竖向荷载作用下桩身开孔设计对桩身力学性能的影响,为预制管桩新技术的应用与发展提供技术参考。

关键词：有孔管桩屈服荷载极限承载力有限元分析

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有孔管桩单桩承载性状试验及分析

岩土力学 2016年第S2期37卷 415-420页

作者：乐腾胜雷金波周星何利军易飞廖幼孙南昌航空大学土木建筑学院江西南昌330063 安徽省建筑科学研究设计院安徽合肥230001 江西工业贸易职业技术学院建筑与艺术系江西南昌330038

有孔管桩能够有效地加速超静孔隙水压力时空消散,减轻沉桩效应对周围环境的不利影响,但桩身开孔引起的应力集中现象会削弱桩体承载力。为探讨桩身开孔对管桩承载性状的影响,采用室内模型试验方法,在软土地基中开展无孔管桩和3种不同布... 详细信息

有孔管桩能够有效地加速超静孔隙水压力时空消散,减轻沉桩效应对周围环境的不利影响,但桩身开孔引起的应力集中现象会削弱桩体承载力。为探讨桩身开孔对管桩承载性状的影响,采用室内模型试验方法,在软土地基中开展无孔管桩和3种不同布孔方式的有孔管桩单桩静载荷试验,对竖向荷载下引起桩顶沉降及桩身不同位置的应变进行了监测和分析,获得了各种管桩的Q-s曲线、桩身轴力及桩侧摩阻力的分布规律。对比分析可知,星状开孔有孔管桩的桩身轴力削弱情况最小,双向对穿有孔管桩的桩侧摩阻力最大。

关键词：竖向荷载有孔管桩承载性状模型试验

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有孔管桩开孔应力集中系数试验研究

岩土力学 2015年第4期36卷 1078-1084页

作者：陈科林雷金波南昌航空大学土木建筑学院江西南昌330063

有孔管桩能够有效减轻静压沉桩挤土效应,加速超孔隙水压力的消散并降低其最大值,随着超孔隙水压力的加速消散,能够有效避免桩体上浮和偏移等不利情况,并能有效提高整体桩基的承载力和开挖基坑的稳定性。但桩身开孔将会引起管桩应力集中... 详细信息

有孔管桩能够有效减轻静压沉桩挤土效应,加速超孔隙水压力的消散并降低其最大值,随着超孔隙水压力的加速消散,能够有效避免桩体上浮和偏移等不利情况,并能有效提高整体桩基的承载力和开挖基坑的稳定性。但桩身开孔将会引起管桩应力集中现象,并降低管桩极限承载力。为此,开展了有孔管桩应力集中现象和极限承载力模型试验,分析了桩身开孔所引起的应力集中系数和开孔对桩极限承载力的折减情况。通过试验研究,得出对称开孔桩型的整体承载力性能优于不对称开孔桩型,其中星状有孔管桩桩型的承载能力最好。试验成果为有孔管桩的设计和布孔选型提供了试验基础,并对其优化设计提供依据,对有孔管桩的推广应用有着积极的指导作用。

关键词：有孔管桩应力集中系数极限承载力布孔方式

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有孔管桩单桩承载性状有限元分析

北京交通大学学报 2018年第6期42卷 32-40页

作者：乐腾胜柯宅邦雷金波梁荣柱张涛杨金尤安徽省建筑科学研究设计院合肥230001 南昌航空大学土木建筑学院南昌330063 中国地质大学(武汉)工程学院武汉430074 中国能源建设集团安徽电力建设第一工程有限公司合肥230088

桩身开孔会影响管桩承载力性状,削弱桩身承载力.为研究桩身开孔对管桩承载性状的影响,采用三维有限单元法,得到了静载试验下有孔管桩单桩桩身响应,监测了无孔管桩和3种不同对称布孔方式的有孔管桩竖向荷载作用下桩顶沉降量和桩身应力,... 详细信息

桩身开孔会影响管桩承载力性状,削弱桩身承载力.为研究桩身开孔对管桩承载性状的影响,采用三维有限单元法,得到了静载试验下有孔管桩单桩桩身响应,监测了无孔管桩和3种不同对称布孔方式的有孔管桩竖向荷载作用下桩顶沉降量和桩身应力,分析了有孔管桩桩顶沉降、桩身轴力及桩侧摩阻力分布等规律,并与无孔管桩进行对比.最后分析对比了有孔管桩单桩室内模型静载试验,结果与数值模拟结果,发现两者基本吻合.桩壁开孔方式将影响桩顶的沉降量及桩身轴力分布,按照星状布孔的方式在桩壁开孔是桩壁开孔位置的最优分布方式.

关键词：有孔管桩承载性状 FLAC3D 有限元分析模型试验

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有孔管桩静压沉桩超孔隙水压力消散分析

工业建筑 2016年第11期46卷 111-116,121页

作者：雷金波万梦华易飞杨金尤南昌航空大学土木建筑学院南昌330063 江西工业贸易职业技术学院建筑与艺术系南昌330038

为研究有孔管桩静压沉桩效应,基于圆孔扩张理论,推导出有孔管桩静压沉桩产生的超孔隙水压力、塑性区半径等解析表达式。同时根据土压力理论,推导出超孔隙水压力与上覆有效压力关系的表达式。最后结合工程案例,比较分析静压无孔管桩和有... 详细信息

为研究有孔管桩静压沉桩效应,基于圆孔扩张理论,推导出有孔管桩静压沉桩产生的超孔隙水压力、塑性区半径等解析表达式。同时根据土压力理论,推导出超孔隙水压力与上覆有效压力关系的表达式。最后结合工程案例,比较分析静压无孔管桩和有孔管桩超孔隙水压力的变化情况,揭示出有孔管桩静压沉桩产生的超孔隙水压力变化规律,验证了有孔管桩能够加速超孔隙水压力的消散,并降低超孔隙水压力最大值。

关键词：有孔管桩圆柱孔扩张理论超孔隙水压力上覆有效压力无孔管桩

有孔管桩静压沉桩超孔隙水压力消散室内模型试验分析

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工业建筑 2016年第4期46卷 83-87页

作者：乐腾胜雷金波周星易飞廖幼孙陈科林柳俊杨康南昌航空大学土木建筑学院南昌330063

采用室内模型试验方法,通过在软土中静力压入无孔管桩和6种不同布孔方式的有孔管桩,分别对其沉桩时引起的超孔隙水压力进行了监测和分析,获得了各种管桩静压沉桩时超孔隙水压力随深度、径向距离和开孔的分布位置变化的规律。通过对比分... 详细信息

采用室内模型试验方法,通过在软土中静力压入无孔管桩和6种不同布孔方式的有孔管桩,分别对其沉桩时引起的超孔隙水压力进行了监测和分析,获得了各种管桩静压沉桩时超孔隙水压力随深度、径向距离和开孔的分布位置变化的规律。通过对比分析,得出按照星状布孔的方式在桩壁开孔是桩壁开孔位置的最优分布方式,有利于减小沉桩挤土效应,对促进有孔管桩技术工程应用有一定的指导价值。

关键词：有孔管桩挤土效应模型试验超孔隙水压力消散率超孔压比

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带帽有孔管桩复合地基桩土应力比试验研究

岩石力学与工程学报 2017年第A01期36卷 3607-3617页

作者：雷金波杨康周星杨金尤万梦华南昌航空大学土木建筑学院江西南昌330063

采用室内模型试验方法,对3种开孔方式的带帽有孔管桩复合地基和带帽无孔管桩复合地基进行试验,比较分析桩帽间土压力、桩帽下土压力、桩土荷载分担比、桩土应力比等性状规律。结果表明:带帽有孔管桩复合地基桩帽间土体表面土压力比带帽... 详细信息

采用室内模型试验方法,对3种开孔方式的带帽有孔管桩复合地基和带帽无孔管桩复合地基进行试验,比较分析桩帽间土压力、桩帽下土压力、桩土荷载分担比、桩土应力比等性状规律。结果表明:带帽有孔管桩复合地基桩帽间土体表面土压力比带帽无孔管桩复合地基要大;带帽有孔管桩复合地基桩土荷载分担比、桩土应力比均小于带帽无孔管桩复合地基;带帽有孔管桩复合地基更能发挥桩周土体分担荷载的作用。研究成果验证了孔隙水能通过桩孔进入有孔管桩内腔,减少土体含水量,提高桩周土体抗剪强度,为带帽有孔管桩复合地基理论研究提供试验依据,对其应用推广具有指导价值。

关键词：基础工程有孔管桩带帽桩复合地基土压力桩土荷载分担比桩土应力比模型试验

有孔管桩群桩静压沉桩超孔隙水压力变化规律影响因素分析

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有孔管桩群桩静压沉桩超孔隙水压力变化规律影响因素分析

作者：万梦华南昌航空大学

学位级别：硕士

桩基础是最常见的一种深基础形式,众多桩型中,管桩因其自身的优越性而被广泛应用。然而其沉桩过程中影响超孔隙水压力变化规律的因素众多,因此也被诸多专家学者认为是管桩研究的重难点。本文在前人对单桩有孔管桩静压沉桩挤土效应的研... 详细信息

桩基础是最常见的一种深基础形式,众多桩型中,管桩因其自身的优越性而被广泛应用。然而其沉桩过程中影响超孔隙水压力变化规律的因素众多,因此也被诸多专家学者认为是管桩研究的重难点。本文在前人对单桩有孔管桩静压沉桩挤土效应的研究基础上,对有孔管桩群桩沉桩过程中超孔隙水压力的影响因素进行探索。首先利用理论公式推导出不同桩间距情况下,群桩条件下超孔隙水压力最大值与径向距离、沉桩速率、开孔孔径及深度相互间的关系式,并分析了施工顺序、施工间歇期、开孔方式以及桩体数量对群桩条件下超孔隙水压力的影响;通过理论计算,绘制出群桩条件下超孔隙水压力与其影响因素相互间的关系曲线;最后运用数值软件模拟群桩沉桩,得到超孔隙水压力与各因素间的数值模拟曲线,并与理论计算曲线进行对比。所得结果如下:(1)基于有孔管桩单桩沉桩超孔隙水压力计算公式,推导出不同桩间距情况下超孔隙水压力与其影响因素相互间的关系式。类似于单桩,其他影因素不变,静压沉桩超孔隙水压力最大值与径向距离成反比,与沉桩速率成正比,与开孔孔径成反比,与深度成正比。(2)区别于单桩,群桩条件下超孔隙水压力的影响因素还包括桩间距、施工顺序、施工间歇期、开孔方式以及桩数。桩间距越大,超孔隙水压力值越小;群桩的桩数越多,超孔隙水压力所达到的最大值越大;采用间隔跳打法、设置最优开孔方式、控制合理的沉桩间歇期都可以有效减小群桩条件下超孔隙水压力叠加的最大值。(3)通过理论计算,绘制出有孔管桩群桩条件下超孔隙水压力与其影响因素相互间的变化曲线,其变化规律与公式推导结果基本一致;位于塑性区内的超孔隙水压力最大值远大于弹性区内的最大值。(4)利用ABAQUS模拟群桩沉桩,绘制出有孔管桩群桩条件下超孔隙水压力与各因素相互间的数值模拟曲线,通过与理论变化曲线的对比分析,得到两条曲线的变化趋势总体上基本一致,从而验证了理论公式的正确性。

关键词：有孔管桩群桩静压沉桩超孔隙水压力理论分析数值模拟

有孔管桩静压沉桩前后土体物理力学性质指标变化分析

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