桩基承载力自平衡测试技术及应用研究

结合工程实例,介绍了桩承载力自平衡试验的原理和方法.探讨了大直径、超长钻孔灌注桩的竖向承载性状,分析了桩端压浆对于提高桩基承载力的作用,研究了桩侧阻力和桩端阻力的发展规律及注浆前后的变化.测试结果表明：桩端压浆对提高桩基承载力,改善桩基沉降效果显著;桩端承载力提高3264kN,桩侧摩阻力提高较多,为6290kN;同时也表明自平衡技术可广泛应用于桩基承载力测试.     

桩端后注浆灌注桩承载能力增强机理试验研究

为进一步研究灌注桩桩端后注浆承载机理, 对宁波某施工场地的4根灌注桩开展了现场试验研究. 4根灌注桩均采用自平衡方式加载, 以加载方式获得每根桩的Q—s曲线, 并通过桩身内部埋设的传感器得到加载期间桩身及桩底的应力数据, 根据应力分析研究桩身弯矩及桩侧摩阻力的变化. 测试结果表明: 桩端后注浆能提高钻孔桩竖向极限承载力约20%; 注浆期间, 桩侧摩阻力的重新分布使桩身轴力发生较大变化, 且桩端承受弯矩会对桩体结构造成一定破坏; 加载期间, 注浆桩的桩端部分承载力主要由桩侧摩阻力提供, 而非注浆桩的桩端部分承载力主要由端阻力提供; 在透水地层中, 桩承载力的提高依赖于桩侧摩阻力的影响, 而在不透水地层中扩大头的产生也会成为影响因素.     

扩底桩竖向承载性能的试验研究

扩底桩在当前工业建筑中得到了越来越广泛的应用．本文对扩底桩承载性能进行了试验研究．研究结果表明。当扩底直径D、桩身直径d固定时，总极限侧阻力（kN）所占桩顶极限荷载的百分比随有效桩长L的增大而增大；在其它条件相同时，随着扩底桩直径D的增大，桩的承载力（kN）也变大。但极限端阻力（kPa）随扩底直径的增大却有不同程度的降低；扩底桩桩身直径d和直径桩直径相同、人土长度相当时，扩底桩的承载性能比直径桩的要好、沉降要小．     

软土场地热固结对能源桩受力特性的影响研究

能源桩具有较好的节能减排功效, 但软土场地能源桩的热交换会使桩周土产生明显的热固结沉降, 从而影响桩-土荷载传递规律及其承载特性. 本文根据温度效应的一维固结理论, 计算任意时刻桩周土体的热固结沉降, 结合佐腾悟双折线负摩阻力公式, 建立考虑桩周土温度效应的能源桩荷载传递模型. 算例分析表明 桩周土体的升温导致桩侧负摩阻力和桩身轴力增加, 中性点位置下移; 温度变化所产生的热固结沉降是影响桩身侧摩阻力的主要原因; 由升温导致的土体黏聚力和内摩擦角的下降对桩身侧摩阻力变化影响较小.     

桩靴抗拔承载特性模型试验及理论研究

为了研究桩靴抗拔承载特性, 通过自行设计桩靴抗拔模型试验装置, 测量桩顶向上位移量和桩身不同截面处的应变, 研究了桩靴的抗拔承载特性和荷载在桩身的传递规律. 以及对桩靴上拔过程中的弹性变形进行理论分析, 并与模型试验结果进行对比. 结果表明: 在上拔荷载作用下, 桩靴的轴力沿着桩身先递减, 最后在桩端处仍有部分轴力; 随着上拔荷载的逐渐增加, 桩靴在桩端处的阻力缓慢增加, 当上拔荷载达到一定阈值后, 突变为指数增长; 弹性理论分析方法预测的桩体上拔位移可适用于上拔荷载较小的情况.     

三岔双向挤扩灌注桩施工技术在某工程中的应用

通过工程实例分析了三岔双向挤扩灌注桩(简称DX桩)的施工工艺和技术要求;经静荷载试验验证了基桩的竖向抗压承载力、抗水平力及抗拔力都大大提高;结合提出的施工过程中相应的质量控制措施.DX桩能够使建筑结构更加稳定,沉降变形小,有节约材料,降低工程成本的良好效果.     

高层组合墙片模型的拟静力试验

着重介绍高层组合墙片的拟静力试验.通过试验更加深入地了解高层组合墙片在竖向压力和侧向分布荷载共同作用下的破坏机理及抗侧承载力.从而为进一步提出组合墙体抗侧承载力的计算公式打下基础.     

挤扩支盘桩的工程应用

介绍了挤扩多支盘桩在工程实例中的应用,并对工程同场地内的挤扩支盘桩与普通钻孔灌注桩进行承载力和沉降的对比试验研究.工程试验结果表明:在同等工程地质条件下,采用挤扩支盘桩能大幅度提高单桩承载力,减少沉降,具有良好的经济效益.     

施工扰动状态下软土力学指标的确定

基于扰动状态概念理论, 提出了统一扰动函数, 并结合宁波轨道交通1号线和2号线的十字板剪切试验资料, 预测了扰动状态下的软土工程指标(如地基承载力、压缩模量等), 研究结果可为宁波软土工程勘察设计中受扰动的软土物理力学参数的取值提供指导.     

水泥搅拌桩在宁波市逐步推广

借鉴国内外经验的宁波大学地基处理科技服务中心从1988年底开始首先将水泥搅拌桩这一地基处理方法引入宁波市。到目前为止已先后在十余项工程中使用,取得了良好的效果。水泥搅拌桩是将水泥浆液通过搅拌叶片下的孔眼注入地层,经搅拌后形成水泥土的桩体。对于软土地基上的多层建筑,宁波市目前都采用沉管灌注桩基础并积累了丰富经验。当软土层厚度大时,超长的灌注桩不仅使造价增加,质量也难于保证。水泥搅拌桩尽管桩身强度远小于混凝土注桩,但桩距小,桩与桩间土形成了复合地基,地层加固部分与桩下未加固部分形成了双层地基,从而使建筑物沉降量大幅度降低,不均匀沉降减少。在宁波的工程实践已     

软土地基高层建筑钻孔灌注桩桩底后压浆技术的应用

采用钻孔灌注桩桩底后压浆技术来解决普通钻孔灌注桩因沉渣造成桩端阻力偏小的难题.对某工程同场地内的钻孔灌注桩桩底后压浆技术与预应力混凝土管桩、普通钻孔灌注桩进行施工可行性、承载力等的对比试验.工程试验结果表明,在同等工程地质条件下,采用钻孔灌注桩桩底后压浆技术能大幅度提高单桩承载力,减少沉降,且造价比采用普通钻孔灌注桩的可节省10%以上,具有良好的经济效益.     

BFRP筋混凝土梁受弯性能的试验研究

通过3个BFRP(Basalt Fiber Reinforced Polymer)筋混凝土简支梁和3个普通钢筋混凝土简支梁的受弯性能试验,研究了其在不同配筋率下受弯性能的差异,得到了BFRP筋混凝土梁的裂缝分布特征、极限荷载、荷载-挠度和荷载-应变关系,分析了其极限承载力和延性,并通过对BFRP筋混凝土梁受弯承载力理论值与试验值的对比,分析了BFRP筋混凝土梁的破坏特征以及不同配筋率对其影响,并且验证了BFRP筋混凝土简支梁平截面假定的准确性.     

预应力CFRP筋弯曲极限承载力理论与试验研究

为了得到碳纤维复合材料(Carbon Fiber-reinforced Polymer, CFRP)筋弯曲状态下的极限承载力, 开展了不同直径的CFRP筋在不同弯曲半径下抗拉极限承载力研究. 首先, 根据前人的理论公式, 分析CFRP筋直径和弯曲半径对弯曲抗拉强度的影响, 在此基础上建立CFRP筋在弯曲状态下极限承载力的理论计算模型; 其次, 利用建立的模型对2种不同直径的CFRP筋在3种不同弯曲半径下的弯曲极限承载力进行测试, 并将测试结果与理论模型计算结果进行对比, 验证理论模型的正确性; 最后, 通过CFRP筋弯曲状态下极限承载力理论计算模型, 对不同直径和弯曲半径的CFRP筋弯曲极限承载力进行预测. 结果表明 在相同弯曲半径下, CFRP筋的弯曲极限强度随其直径的增大而减小; 在相同直径下, CFRP筋的弯曲极限强度随其弯曲半径的增大而增大; 当弯曲半径大于5m时, 直径为10mm和12mm的CFRP筋的张拉效率均超过90％. 本文所建立的理论计算模型的计算结果与试验结果吻合较好, 可用于预测不同弯曲工况下CFRP筋的极限承载力.     

受拉钢筋锈蚀后混凝土箱梁抗剪承载能力研究

为了研究不同服役时间的箱型截面混凝土桥梁上部结构抗剪受力性能和破坏机理,按1/4缩尺比设计制作了3片剪跨比1.27的工字型截面钢筋混凝土梁.首先进行纵向受力钢筋恒电流电化学快速腐蚀, 3个试件的受拉纵向钢筋锈蚀率分别为0、10%和20%,然后用两点加载法在万能试验机上进行抗剪承载力加载试验.结果表明:从S1到S3试件,随着纵向受力钢筋锈蚀率的增大,梁的峰值荷载降低,峰值荷载对应的挠度降低,极限位移降低;20%峰值荷载以下时S1和S2试件混凝土应变沿高度方向基本满足平截面假定,锈蚀率较大的S3试件则不满足平截面假定;非锈蚀钢筋混凝土梁用公预规斜截面抗剪承载力公式计算较为准确, 3种钢筋锈蚀混凝土斜截面抗剪承载力计算方法的结果基本一致,但随着钢筋锈蚀率增大, 3种方法的计算精度均有所降低.     

大桥独立墩柱防船撞方法计算分析

提出了一种采用独立墩柱作为大桥防船撞设施的设计方法.基于弹性地基梁法及"m法"假定,以平潭海峡大桥47号桥墩设防为例,在给定船舶撞击力的两种工况下,采用Midas Civil2006软件对独立防撞墩结构的抗撞能力进行了有限元模拟分析.计算分析结果表明:在给定工况下,钢管桩的最大压应力和最大拉应力均小于结构材料的屈服极限,独立防撞墩的强度均满足抗撞要求,即独立防撞墩可以选作为大型桥梁主桥桥墩和引桥桥墩防船撞设施.     

基于有限元模拟的填砂竹节桩工作性能研究

利用ABAQUS有限元软件建立理论模型,对新型复合桩基—–填砂竹节桩的工作性能进行了理论分析.结果表明:(1)在地基处理中,填砂竹节桩比传统圆管桩具有一定的优越性;(2)竹节桩的竹节间距越大,竹节高度越小,桩周土体孔隙水压力消散越快,竹节厚度对其影响不大;(3)对于填砂竹节桩工艺,填砂的级配和渗透系数对桩周土体孔隙水压力消散影响很小.     

砌体结构双向等比例加载试验研究与数值计算分析

我国《砌体结构设计规范》计算极限承载力参考的是砌体单轴抗压强度,而实际工程中墙体往往处于剪压复合受力状态.文章对墙体进行了双向不同应力路径与不同应力比下的极限承载力试验及数值模拟,采用分离式建模数值计算6片墙片在灰缝倾角θ=00时不同应力比的承载力与试验结果对比,可知试验极限承载力比有限元数值模拟极限承载力小30%时墙体就发生倒塌破坏;数值建模分析在不同灰缝倾角θ=22.50、450、67.50,不同应力比情况下砌体墙片的极限承载力,画出不同灰缝倾角下的破坏包络面,验证了砌筑过程中产生的偏心会影响墙体的极限承载力.     

预制桥墩节段节点抗剪性能有限元模拟及参数分析

鉴于预制节段拼装混凝土桥墩中存在节段-节段接缝,而接缝(节点)属于受力薄弱环节,由此对预制拼装桥墩节段节点的抗剪性能进行研究,设计制作了一组桥墩节段节点抗剪试件进行拟静力加载试验,并建立三维有限元分析模型,通过与试验结果的比较,验证了有限元模拟方法的正确性.然后利用有限元模型进行了另外2组节段节点抗剪模型加载模拟,得到了各试件在不同约束应力作用下的剪切力—剪切位移关系曲线以及剪力键在不同受力阶段的开裂形态等结果.在比较了有限元分析得到的节点抗剪承载力与AASHTO规范的计算结果后,发现AASHTO规范公式低估了平接缝与实心截面多剪力键干接缝的抗剪承载力;同时在高约束应力下,应适当减小AASHTO规范公式中的摩擦系数,才能与试验结果一致.     

冷弯薄壁C和Z型钢组合框架低层住宅的承载能力比较

利用遗传算法和直接强度法(DSM)得到轴压下优化后的冷弯薄壁卷边C和Z型钢,取相同截面积时两者的最优尺寸相同.利用有线条(CUFSM)和DSM,验证了单根冷弯C和Z型钢的临界屈曲荷载和极限承载力基本对应相等.随后,基于有限元软件SAP2000对冷弯薄壁型钢单层住宅整体建模,将优化后尺寸相同的C和Z型钢应用于结构中,施加相同的荷载,发现两者整体结构的临界屈曲载荷不同,Z型钢房屋框架屈曲后承载能力更高;承载薄弱的风向角所对应的Z型钢房屋组合框架屋檐等薄弱区域所承受的轴力较C型钢房屋更小,因此认为在用钢量相同的前提下,低层房屋建设选择Z型截面更优.     

移动荷载作用下Winkler地基的沥青路面动力响应

采用宽度为B的无限长正交各向异性薄板来模拟沥青路面结构,研究粘弹性Winkler地基上沥青路面的移动荷载响应,使得分析模型更接近于沥青路面实际情况.将轮胎与路面接触面积简化为矩形区域,运用三角级数和Fourier变换,在变换域中得到矩形运动荷载作用下路面的动力响应解答.并运用Fourier逆变换分析了荷载速度、地基阻尼路面竖向位移的影响,最后采用叠加原理分析了双荷载作用下路面的竖向位移响应.