竖向荷载下群桩的承载力分析
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群桩基础中的⼀根基桩单独受荷时的承载⼒和沉降性状读书报告河海⼤学⽜永前⼀.群桩基础效应的读书报告群桩基础中的⼀根基桩单独受荷时的承载⼒和沉降性状,往往与相同地质条件和设置⽅法的独⽴基础有显著差别,这种现象称为群桩应,因此,群桩的基础承载⼒g Q 常常不等于其中各基础的承载⼒之和i Q ∑。
通常⽤群桩效应系数/g iQ Q η=∑来衡量群桩基础中各个桩基的平均承载⼒⽐独⽴单桩降低或提⾼的幅度。
由摩擦⾏桩组成的低承台群桩基础,当其承受竖向荷载⽽沉降时,承台底必然产⽣⼟体反⼒,从⽽分担了⼀部分荷载,使桩基承载⼒随之提⾼,道路⼯程中的桩基础我⼀般以垫层或⼟⼯格栅类似于建筑⼯程中的低承台,低承台底⾯处的⼟所分担的荷载,可占总承载⼒的20%到35%。
当然,群桩基础建成后,可能出现承台底⾯与⼟基开脱情况,此时不⽤考虑承台底阻⼒对桩基承载⼒的影响。
这种情况⼤体有:1. 沉⼊挤⼟桩的庄周⼟体因孔隙⽔压⼒剧增所引起的隆起,于垫层或格栅修筑后孔压继续消散⽽⽽固结下沉。
2. 车辆频繁⾏驶震动。
3. 桩周产⽣负摩阻⼒的各种情况导致的承台底⾯与⼟基的初始接触随时间渐渐松弛⽽脱离。
4. 黄⼟地基湿陷或砂图地震液化所引起的承台与⼟基突然开裂。
端承型群桩基础端承型基桩的桩底持⼒层刚硬,沉降量较⼩,因此承台底⾯⼟反⼒很⼩,端承型群桩基础中各个基桩的⼯作性状接近于单桩,所以η可认为为1。
摩擦型群桩基础(1)不考虑承台效应的影响(即承台地⾯脱落)如上图所⽰,先假设承台底⾯脱离地⾯的群桩基础中各桩均匀受荷,就如独⽴单桩那样,桩顶荷载Q 主要通过桩侧摩阻⼒引起压⼒扩散⾓α范围内庄周桩⼟中的附加应⼒。
各桩在桩端平⾯上的附加压⼒分布⾯积的直径2tan D d l α=+。
当a S实际的群桩效应其实更为复杂,有以下⼏个⽅⾯:(1)承台刚度的影响: 这主要是针对建筑桩基础的刚性承台⽽⾔的,⼤致意思就是指刚性承台会使桩做同步沉降,同时会使各桩的桩顶荷载发⽣由承台向中部向外围转移,所以刚性承台下的桩顶荷载分配⼀般是⾓⾓桩最⼤,中⼼桩最⼩,边桩居中。
5.2 桩基竖向承载力计算5.2.1 桩基竖向承载力计算应符合下列要求:1 荷载效应标准组合:轴心竖向力作用下N k R (5.2.1-1)偏心竖向力作用下除满足上式外,尚应满足下式的要求:N kmax 1.2 R (5.2.1-2)2 地震作用效应和荷载效应标准组合:轴心竖向力作用下N Ek 1.25R (5.2.1-3)偏心竖向力作用下,除满足上式外,尚应满足下式的要求:N Ekmax 1.5 R (5.2.1-4)式中 N k——荷载效应标准组合轴心竖向力作用下,基桩或复合基桩的平均竖向力;N kmax——荷载效应标准组合偏心竖向力作用下,桩顶最大竖向力;N Ek——地震作用效应和荷载效应标准组合下,基桩或复合基桩的平均竖向力;N Ekmax——地震作用效应和荷载效应标准组合下,基桩或复合基桩的最大竖向力;R ——基桩或复合基桩竖向承载力特征值。
5.2.2 单桩竖向承载力特征值 R a应按下式确定5.2.3 对于端承型桩基、桩数少于4 根的摩擦型柱下独立桩基、或由于地层土性、使用条件等因素不宜考虑承台效应时,基桩竖向承载力特征值应取单桩竖向承载力特征值。
5.2.4 对于符合下列条件之一的摩擦型桩基,宜考虑承台效应确定其复合基桩的竖向承载力特征值:1 上部结构整体刚度较好、体型简单的建(构)筑物;2 对差异沉降适应性较强的排架结构和柔性构筑物;3 按变刚度调平原则设计的桩基刚度相对弱化区;4 软土地基的减沉复合疏桩基础。
5.2.5 考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值可按下列公式确定:当承台底为可液化土、湿陷性土、高灵敏度软土、欠固结土、新填土时,沉桩引起超孔隙水压力和土体隆起时,不考虑承台效应,取ηc=0。
浅析规则式植物造景和自然式植物造景苏旺指导老师:汪小飞(黄山学院生命与环境科学学院,安徽黄山245041)摘要:本文分析了规则式植物造景和自然式植物造景,和他们各自的造景特色和主要适用在什么场合。
最新竖向荷载作用下的群桩效应解析专业知识讲座尊敬的各位听众,大家好!我今天将为大家带来关于最新竖向荷载作用下的群桩效应解析的专业知识讲座。
竖向荷载作用下的桩基承载力是土木工程中非常重要的一个问题,而群桩效应则更进一步地考虑了在荷载作用下多个桩基相互影响的情况。
首先,让我们来了解一下群桩效应的基本概念。
群桩效应是指在受力桩基附近,由于周围土体的变形和应力的重新分布,会对其他相邻桩基产生相互影响的现象。
这种相互影响会导致桩基承载力的增加或减小,并且会对整个工程的安全性和可靠性产生重要影响。
为了更好地理解群桩效应的解析过程,我们需要了解一些相关的理论和方法。
首先是荷载传递理论,该理论用来描述桩基所受荷载的传递路径,也可以通过这个理论来解析桩基的相互影响。
其次是桩土相互作用理论,该理论考虑了桩基与土体之间的相互作用,可以用来计算计算桩基的承载力和变形等。
此外,还需要了解土体力学、结构力学等相关知识。
在解析群桩效应过程中,我们需要进行大量的实验和数值分析。
实验可以通过在实际工程中设置试验桩,通过对试验桩进行荷载试验和应变测试来获取数据。
数值分析可以利用有限元方法,建立合适的模型,对群桩的受力、变形等进行计算和分析。
而在最新竖向荷载作用下的群桩效应解析研究中,也出现了一些新的进展。
例如,一些学者利用粒子流理论建立了桩基抗拔承载力的理论模型,并通过数值计算来验证该模型的准确性。
还有一些学者通过声学触探等新技术手段,来获取桩基的物理性质,从而更准确地进行群桩效应的解析研究。
总结一下,最新竖向荷载作用下的群桩效应解析需要掌握荷载传递理论、桩土相互作用理论以及土体力学、结构力学等相关知识。
解析过程中需要进行大量的实验和数值分析,并且要关注新技术的应用,以提高研究的准确性和工程的可靠性。
希望通过今天的讲座,大家可以对最新竖向荷载作用下的群桩效应解析有一个初步的了解,同时也希望能够引起大家对该领域的兴趣,进一步深入研究。
- 114 -工 程 技 术桩基础由于承载力大和变形小的优点被广泛应用于工程建设中。
研究表明,桩基础可以有效控制上部结构的变形从而保证结构的稳定性。
针对桩基础竖向承载力力学特性,邓小雪[1]基于有限元方法研究了竖向荷载作用下复杂群桩的变形及荷载分布规律。
结果表明,超长群桩的Q-S 曲线呈缓变特征,桩身轴力在中桩最大,角桩最小,桩身的压缩沉降量随桩长增加而减少。
刘祥沛等[2]基于室内模型试验和数值模拟研究了桩基础破坏特征。
结果表明,当桩基础破坏时桩顶位移会迅速增加,破坏时桩底反力出现突变。
秋仁东等[3]基于大比例模型试验研究了长群桩基础承载力性状。
结果表明,群桩基础存在明显的硬化效应,端阻力在桩距较近的条件下提高幅度较大。
此外,群桩承台反力随沉降的增加而变大。
在其他条件相同的情况下,承台反力随桩距增加而变大。
考虑目前桩基础承载力计算不精确,桩基工程经常出现质量问题,造成人员和财产的损失。
本文采用数值模拟对桩的承载力特性及基础参数进行优化。
为相关工程设计及施工提供借鉴。
1 工况概况与数值模拟本文研究的桩基础属于桥梁桩基础,桩基础采用钻孔灌注桩,桩身混凝土强度均采用C 30混凝土浇筑。
预估单桩承载力特征值为2000kN 。
静载试验采用竖向承载力压桩试验,每根试验桩设计4根反力锚桩。
根据现场钻孔资料显示,研究区土体自上而下为素填土,颜色褐色-黄褐色,稍密,物理力学性质一般。
黏土,呈浅灰色,湿,稍密,局部相变为黏土,平均标贯击数N =6.6击,物理力学性质一般。
粉砂,中砂层呈灰色-灰黑色,颗粒大部分分散小部分胶结,粒径>2mm 的颗粒含量占总质量的25%~50%,稍湿~饱和,中密状态。
根据勘查报告显示,现场地基属于软土地基,压缩性较大。
为保证基础承载力及变形要求,采用钻孔灌注桩进行施工。
本次压桩试验采用分级加载方式,每级荷载为200kN ,最终荷载为2000kN 。
为进一步研究桩土相互作用,本文采用ABAQUS 数值模拟建立不同桩长及不同桩径的有限元数值模型,以便系统分析桩基的竖向承载力特性,并选出最优桩基础设计方案。
6第五章竖向荷载下的群桩承载力计算在群桩的承载力计算中,竖向荷载是一个重要的考虑因素。
本文将通过以下几个步骤详细介绍群桩承载力的计算方法。
首先,我们需要确定群桩的几何布置。
群桩通常由多个桩支撑构筑物或土体,桩之间的距离和排列方式将直接影响群桩的承载力。
常见的群桩布置方式包括桩列排列和网格状或圆形排列。
接下来,我们将根据具体的工程要求和土体特性确定群桩的工作状态。
群桩的工作状态可以分为初始条件和工作条件两个阶段。
初始条件下,群桩受到旁边土体的初始应力作用;工作条件下,群桩受到竖向荷载引起的应力变化。
在计算群桩的承载力时,需要考虑群桩之间的相互作用效应。
由于桩的变形和应力会相互影响,群桩的承载力通常小于单独桩的承载力之和。
因此,我们需要确定群桩的相互作用系数,通常是通过试验或理论计算来确定。
相互作用系数可以根据群桩的几何布置和土体特性进行修正。
群桩的承载力计算分为两种情况:单桩承载和桩组承载。
单桩承载是在群桩中选择其中一个桩进行计算,通常是选择应力或变形最大的桩进行考虑。
桩组承载是考虑整个群桩的承载能力。
桩组承载分为荷载作用在一部分桩上和荷载均匀分布在所有桩上两种情况。
对于单桩承载,可以采用多种方法进行计算。
常见的方法有静力法、准静力法和动力法。
在静力法中,可以采用弹性理论或塑性理论进行计算。
准静力法在静力法的基础上考虑了土体的各向异性和不排水条件。
动力法通过模拟地震或其他动力荷载作用下的桩的响应来计算群桩的承载力。
对于桩组承载,可以根据桩间距离和排列方式选择适当的计算方法。
常用的方法有"弹簧"模型、复合弹簧模型和连续体法。
弹簧模型将桩与土体之间的相互作用视为刚性连接,通过弹性力学方法进行计算。
复合弹簧模型考虑了桩与土体之间的相对位移,更加准确地描述了桩与土体的相互作用。
连续体法将土体视为连续介质,通过有限元或边界元方法进行计算。
最后,进行群桩承载力计算时需要考虑桩的变形和沉降。