李月健[1]2001年在《土体内球形空穴扩张及挤土桩沉桩机理研究》文中认为本文主要研究土体内球形空穴扩张问题，静压挤土桩沉桩机理以及它们在工程中的应用。 在前人工作的基础上，根据土塑性力学的基本原理，假定土体为均质、各向同性的理想弹塑性体，考虑到土体具有不同于其他材料的剪胀特性，引入了土性参数剪胀角，采用摩尔-库仑屈服函数和不相适应的流动法则首次获得了考虑土体剪胀性的球形扩张问题的解析解，包括球形空穴扩张后周围塑性区范围的大小、空穴扩张总体积变化、总塑性体积变化、总弹性体积变化、塑性区内平均体积应变、塑性体积变化和弹性体积变化，空穴扩张到任一直径时的极限内压力及其周围土体中的应力和位移分布。分析了土性参数、流动法则及排水条件变化对解的影响，并得出了一些规律性的结论。 对挤土桩沉桩机理的研究方面，假定桩身沉入时桩尖处各点均按球形空穴扩张，创造性地提出利用源-源的影像法和Boussinesq解解决用无限体内球形扩张的解答来模拟半无限体中沉桩的问题，同时还考虑了沉桩时桩侧摩阻的影响，获得了挤土桩沉桩后在周围土体内产生的应力场、位移场、孔隙水压力场和土体强度变化规律的分析方法，并和其它方法进行了比较。研究了土性参数和桩参数变化对应力场和位移场的影响。分析了六个工程实例，分别计算了静力压桩压桩力、静力触探端阻力、单桩和群桩贯入后产生周围土体的水平位移、强度变化规律，理论计算结果与实测值基本一致，说明本文方法的合理性和可靠性，并得出了一系列具有工程实用价值的结论。 在工程应用方面，根据上述理论，本文提出直接利用土性基本参数求得沉桩压力的方法，可有效地选择沉桩或桩基设备并较准确地预估桩基承载力。在此基础上本文进一步推得了用球形空穴扩张时塑性区半径的大小来确定桩基进入持力层的“临界深度”或离软弱下卧层“最小厚度”及其相应端阻的计算公式。分析证明了许多学者从现场实测上得到的关于“临界深度”、“最小厚度”及其相应端阻的一系列结论，回答了工程上经常碰到的叁个问题：（1）对于有软弱下卧层的桩基持力层，桩尖离下卧层顶面应留的“最小厚度”；（2）桩尖进入持力层的“临界深度”；（3）不同的上下土层或土层组合对“最小厚度”或“临界深度”的影响。对现行的《建筑桩基技术规范》关于桩基进入持力层深度及离软弱下卧层距离大小进行了讨论，并提出了自己的见解。根据本文推得的计算方法和现场实测，初步探讨了群桩施工迎桩面和背桩面挤土问题的遮帘效应。 文章最后提出了还有待解决的问题和进一步研究工作的建议。
周炳勤[2]2005年在《小孔扩张理论及其应用》文中研究指明本文主要研究考虑线性软化时土体内小孔扩张理论、沉桩挤土效应的模拟和求解、降低沉桩对工程环境影响的措施及其监测方法。根据岩土塑性力学、弹性力学的基本原理,假定土体为匀质、各向同性的理想弹塑性体,考虑土体的剪胀特性和软化特性,引入土性参数剪胀角和软化系数,采用线性软化模型、摩尔—库仑条件获得了球形小孔扩张问题的解析解,包括球形小孔扩涨后周围塑性区范围的大小,极限扩张压力,弹性区、塑性区的应力场和位移场。沉桩挤土效应的模拟和求解研究方面,假定桩身沉入时桩尖处各点均按球形小孔扩张,利用源-源影像法、Boussinesq解、Mindlin解解决用无限体内球形小孔扩张的解答来模拟半无限体中沉桩的问题,同时还考虑了沉桩时桩侧摩阻力的影响,获得了挤土桩沉桩后在桩周土体内产生的应力场、位移场、孔隙水压力场和土体强度的变化规律。提出了一些预防或减缓挤土效应对工程环境影响的合理措施,并对这些防护措施的效果进行了对比分析。详细阐述了与挤土效应相关环境监测技术,提出了控制指标。对于支护桩与工程桩同时施工的南京朗玛国际广场工程进行了的沉桩监测,监测结果显示在支护桩整体刚度尚未形成前,采用预钻孔法并控制好预钻孔数与沉桩数的关系等有效措施时,支护桩与工程桩同时施工是可行的。最后,根据作者数月来对小孔扩张理论的研究积累,对于常用于小孔扩张理论的各种模型的适用条件进行了探讨,并对小孔扩张理论的研究方法提出了自己的建议。
樊向阳[3]2007年在《静压桩施工沉桩阻力及沉桩挤土效应研究》文中进行了进一步梳理桩基础是土木工程常用的基础形式之一。静压桩由于其诸多优点而在软土地基城市建设中获得日益广泛的应用。然而,由于受桩型选择和设备选型等因素的影响,静压桩在施工前要对其沉桩阻力进行估算,评价沉桩可能性;另外,静压桩都是挤土桩,部分工程施工前要分析沉桩挤土效应的影响,并提出防护措施的建议。从前人的探索可以看到,沉桩阻力和沉桩挤土效应涉及到多方面的理论,是非常复杂的。虽然有不少学者提出了各自的见解,尤其在沉桩挤土方面,给出了不少计算方法或计算公式,但因受计算过程复杂,计算参数多且难以确定等不同因素的影响,迄今为止,还没有一个普遍适用的计算方法或计算公式来指导静压桩设计与施工,这也成了制约静压桩发展的主要因素。本文本着“从实践中来,到实践中去”的原则,收集了大量的工程资料,进行了部分原型试验,在总结前人研究的基础上,运用理论分析、数值分析、计算机模拟等技术,对沉桩阻力和沉桩挤土效应开展了进一步的研究。主要工作和取得的成果有:1.充分利用国内外已有研究成果,对沉桩阻力的影响因素及变化规律进行了详尽的研究,得出了以静力触探比贯入阻力作为主要参数的估算沉桩阻力的经验公式。考虑到沉桩过程中土体被扰动,公式中引入了土体灵敏度的概念,并给出了上海地区常见粘性土层的土体灵敏度推荐值。利用大量的工程实测资料和试验资料,对本文公式进行了验证,同时给出了估算后期沉桩阻力的方法,以及用其它参数估算沉桩阻力的公式。2.建立了估算沉桩阻力的人工神经网络模型,用大量工程实测数据对模型进行了训练,并对拟合结果进行了验证。分析表明,用人工神经网络模拟沉桩阻力简便可行,是有一种估算沉桩阻力的有效方法,可以与用经验公式估算的沉桩阻力相互补充,相互校核。3.运用大量工程资料,得出了上海地区不同地层组合中静压桩沉桩阻力与单桩极限承载力的相互关系。通过大量试验数据,从单桩承载力时效性的角度,给出了单桩极限承载力与沉桩阻力及休止期的相互关系。4.利用Segaseta的源—源(汇)理论,得出了饱和软粘土中沉桩挤土效应引起的地表位移的计算公式,并根据不同的影响因素对计算结果进行修正。通过大量工程实测资料,给出了不同修正系数的计算方法和取值范围。最后提出了一些合适的沉桩挤土效应防治措施。5.编制了计算沉桩阻力和沉桩挤土效应的应用软件。软件操作简单,计算结果以计算书的形式输出,避免了繁琐的数据计算,使用非常方便。
彭宏[4]2004年在《预应力混凝土管桩及其沉桩挤土效应研究》文中提出预应力混凝土管桩是近年来出现的一种新的预制桩型。由于该桩型具有工艺简单、质量可靠、造价较低、检测方便等优点,因此在工程中得到了广泛的应用。尽管如此,预应力混凝土管桩的沉桩挤土效应仍有待深入研究,设计计算理论也需要进一步完善,因而对预应力混凝土管桩进行研究具有重要的理论及实际意义。首先,本文回顾了预应力混凝土管桩的发展历史,介绍了目前该桩型的设计计算方法和施工检测工艺,主要探讨了一些工程实践中经常出现的问题,并给出了作者的一些看法。其次,利用圆孔扩张理论对沉桩挤土效应进行了研究。介绍了Vesic关于圆孔扩张问题的解答,其中包括柱形孔扩张问题和球形孔扩张问题,并应用柱形孔扩张理论分析了饱和软土中的沉桩挤土效应问题;在常规叁轴试验成果的基础上,采用叁折线模型模拟具有应变软化性质的岩土材料的应力应变关系曲线,分析了在应变软化土体中沉桩时桩周土的位移场、应力场和应变场的变化,得到了解析解答;分析了静压桩的沉桩机理,并利用球形孔扩张理论,视桩端处的挤土为半个球形孔的扩张,分析了桩端处土的位移场、应力场和应变场的变化,并根据最终扩张压力计算出沉桩时的桩端阻力,可作为压桩力的估算。最后,介绍了静压桩承载力的时效性研究。从机理上分析了承载力随时间增长的机理,通过试验分析得到了承载力随时间的变化曲线,说明了承载力随时间变化的趋势,并给出了估算任意时刻桩的承载力的经验公式。本文的研究进一步揭示了预应力混凝土管桩的作用机理,完善了其设计计算的理论,具有重要的理论及工程实际意义。
李月健[5]2003年在《挤土桩对砂土地基挤密效应及液化状态变化的机理研究》文中提出为研究打桩对砂土地基挤密效应及液化状态的变化,根据土塑性力学的基本原理,本文用空穴球形扩张和源-源影射的方法,推得了挤土桩打桩结束后土体内产生各点应力的理论计算公式,取得了打桩后离桩越近,土体被挤密的程度越大,砂土比粘土更容易挤密,并且挤密的范围更大以及桩径越大,土体挤密程度越大,影响范围也越大等基本规律,并由此预估砂土地基标贯锤击数及液化状态的变化。文章用工程实测结果与其进行了对比。
印江涛[6]2006年在《考虑群桩挤土效应的单桩承载力计算方法研究》文中指出在目前的桩基设计理论中,甚少考虑群桩挤土效应对单桩竖向极限承载力的影响,致使一些工程的单桩竖向极限承载力设计值与实测值不甚相符。在桩基设计时,如何准确考虑群桩挤土效应的影响,以期建立一种技术先进、经济合理的设计理论,已成为学术界与工程界共同面对的一大问题。本文首先详细介绍了圆孔扩张理论,给出符合Tresca屈服准则和Mohr-Coulomb屈服准则的土体在圆孔扩张时的弹塑性解析解,进而得出沉桩超静孔隙水压力的计算公式。其次,引入等效圆截面单桩的概念,采用等效圆截面单桩模拟群桩以进行等效分析。在采用孔隙比变化的平均值近似反映群桩对布桩区域内土体孔隙比的影响的同时,运用圆孔扩张理论分析等效圆截面单桩挤土作用时桩周土体孔隙比的变化规律,基于孔隙比协调的原则,以距等效圆截面单桩扩张孔中心某一径向距离处土体的应力场、强度指标来近似反映群桩挤土效应对整个布桩区域土体的平均影响,建立起一种研究群桩挤土效应的等效分析方法,同时给出度量群桩挤土效应是否明显的桩土面积比的临界值。再次,以上述等效分析方法为基础,按土的抗剪强度指标确定考虑群桩挤土效应的单桩竖向极限承载力,导出相应的计算公式,并用工程实例验证了所推导计算公式的可行性。最后,作为群桩挤土效应研究的继续,推导了考虑双重挤土效应(群桩挤土效应、补桩自身挤土效应)的补桩压桩力、补桩竖向极限承载力的计算公式,其计算结果与工程实测数据吻合良好。
邱成添[7]2006年在《典型地质条件下静压管桩的工程特性研究》文中认为静压管桩将预应力管桩的优点和静压法施工的优点完美结合了起来,随着人们环保意识的日益增强,其在工程建设中的应用日益增多。 本文对近年广东地区400多根静压管桩静载试验资料进行统计分析,针对典型地质条件下静压管桩的工程特性进行了研究。 首先通过对收集的静压管桩静载试验资料的统计分析,得出一些静压管桩在典型地质情况下工程应用的特点和经验;然后分析了静压管桩的压桩机理,对其压桩过程进行了力学分析,提出了一种基于球形孔扩张理论的压桩力估算方法,并分析了静压管桩施工终压力与竖向极限承载力的不同,介绍了广东地区对两者关系的研究成果;接着在总结桩基的荷载传递理论的基础上,对典型地质条件下静压管桩的承载特性和荷载沉降特点进行了分析,并根据Q-S拟合曲线外推单桩极限承载力;最后利用快速拉格朗日差分软件FLAC对静压管桩的荷载传递规律和竖向静载试验进行了数值模拟计算,并对计算结果进行了分析。
汪鹏程[8]2005年在《软化剪胀土中孔扩张理论及沉桩挤土性状研究》文中提出研究内容主要包括软化剪胀土中的球形(柱形)孔扩张问题和沉桩挤土效应问题。 使用变换法，获得了小应变情况下，弹塑性材料中孔扩张问题一般解，进一步推导了理想弹塑性和弹脆塑性土体中孔扩张问题的解答，另外还分析了弹脆塑性材料的弹塑性交界面两侧的速度间断。 在前人研究的基础上，假定土体为均质各向同性的弹塑脆塑性体，用应力跌落模型描述土体的应变软化，引入剪胀角来考虑土体的剪胀特性，采用双剪统一强度理论和不相关联的流动法则，获得了考虑土体软化和剪胀特性的任意变形情况下的球形(柱形)孔扩张统一解，分析了孔扩张后的体积变化，并给出了孔扩张后卸载情况下的应力和位移解答，在此基础上，分析了土性参数如弹性模量、泊松比、抗剪强度、应变软化系数、剪胀角以及考虑中间主应力影响与否、大小应变等因素对解答的影响，并将本文方法计算的极限扩张压力值与实测值进行了比较，结果吻合得很好，从而验证了该方法的合理性和可靠性。 将土体视为各向同性的弹脆塑性体，用应力跌落模型描述应变软化，采用双剪统一强度理论和不相关联的流动法则，利用0初始孔径孔在极限扩张压力作用下，塑性区位移场具有几何自相似的特性，推导了极限扩张压力的精确相似解。 假定桩沉入时桩尖附近土体按球形孔扩张，以无限空间中球形孔扩张解为基础，借助源源和源汇的手段，模拟了在半无限空间中的沉桩挤土问题，获得沉桩挤土位移场的半数值解。 对沉桩后桩周土体中的超静孔压消散进行了解析分析。分析中不考虑竖直方向的变化，认为土体只在径向上固结，将问题简化为平面应变问题，但考虑了土体的黏性性质和桩体本身的半渗透性，得到了超静孔压的解析表达式，在此基础上，讨论了土的性质以及桩、土的渗透性对孔压消散的影响。 将沉桩后土中应力松弛问题简化为无限空间中无限长圆柱形孔扩张后的应力松弛问题，将土视为最一般的粘弹粘塑性材料，采用由饱依丁—汤姆逊元件和宾汉姆元件串连而成的粘弹—粘塑性模型作为沉桩后桩周土的模型，推导出桩周土中应力、粘塑性区半径等与时间的关系式，通过编制程序计算，得到了它们随时间变化的数值结果，并就有关因素对应力松弛的影响进行了讨论。 鉴于目前绝大多数用有限元法分析沉桩挤土问题都没有考虑土体剪胀性的事实，本文利用大型商用有限元软件ABAQUS，对具有应变软化和剪胀特性的土体中沉桩挤土应力场和位移场进行了性状分析，在分析中考虑了土体大变形，得出了一些规律性结论。另外，还分析了若干因素对沉桩挤土效应的影响。
陈晓平[9]2015年在《软粘土中沉桩挤土对临近基坑的影响研究》文中进行了进一步梳理随着我国经济的不断发展,国内城市化建设正在不断的加大,这也导致了城市用地越来越趋于紧张,而临近工程施工也变得越来越频繁。其中相邻工程施工的相互影响也越来越受到人们的注意。在这一类的工程中,沉桩挤土对临近基坑的影响是比较重要的一块内容,能有效的分析预测沉桩挤土对于临近基坑建设的影响具有很重要的实际意义。而在研究沉桩挤土的问题中,圆孔扩张理论和有限元数值模拟是比较常用的方法,本文是在前人研究的理论基础上,加以合理的假设和猜想,将沉桩挤土对于临近基坑的影响分解考虑为侧限条件下的沉桩挤土效应研究和受附加应力影响的基坑变形研究。本文的主要内容包括:1、在前人的研究基础上,分析了软粘土下沉桩挤土效应的相关物理模型,提出本文核心内容侧限条件下的沉桩挤土理论分析方法。2、考虑侧限条件下沉桩挤土对于受限界面的影响,分别推导了有限介质柱孔扩张理论研究和空心圆柱体受环向均布压力的压缩变形理论研究,得到了侧限条件下柱孔扩张理论的相关结果。3、借助有限元软件Plaxis,模拟分析了侧限条件下沉桩挤土对侧限边界的挤土效应,用于验证本文推导的侧限条件下柱孔扩张理论的正确性。4、将本文推导的侧限条件下柱孔扩张理论代入实际工程,通过理论计算得到临近挤土桩施工对基坑产生的附加应力,再附加到Plaxis建模分析基坑变形中,通过有限元建模分析基坑开挖施工时的基坑变形情况,对比实测数据进行分析。
杨萤[10]2012年在《搅动土应力释放沟墙的工程实例与数值分析》文中认为因为静压桩具有无噪音、无污染、沉桩效率高等优点,其在出现之后,顺应我国建设的发展和人们对环境要求的提高,迅猛发展起来,并且还具有潜力占据市场更大的比例。但是静压桩沉桩中的挤土效应是困扰施工中的一个难题,多年来,对挤土效应理论的研究一直在进行,先后出现了圆孔扩张理论、应变路径法、有限元法等。对挤土的的防治也出现形成了一些常见的措施。本文总结了叁种挤土效应理论的发展历史,详细介绍了目前常见的防治措施,也对静压桩沉桩机理进行总结,更好得认识问题才能解决问题。本文介绍了一种用于解决静压桩挤土效应的新的施工工艺——搅动土应力释放沟墙,结合杭州某工程的实例,详细介绍了使用叁轴强力搅拌桩机作业、强力搅拌形成一道保护静压桩周边建筑物的应力释放沟墙的施工工艺,并在应力释放沟两侧设置测斜管监测,记录沉桩过程中土体的水平位移。伴随着有限元软件的发展,越来越多的学者开始使用有限元软件模拟分析挤土效应。Abaqus是功能强大的工程模拟的有限元软件,能够驾驭非常庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题,特别适用于分析挤土效应。本文在Abaqus中有效地解决了沉桩中大变形、非线性、本构模型等问题的情况下,模拟均质饱和粘性土中静压单桩沉桩过程中应力释放沟墙对挤土效应的阻隔作用,分析了释放沟宽度、深度、距离桩体距离对沉桩后土中应力、位移的变化规律。然后用距桩体不同的单桩作用数值迭加来研究群桩的作用效应。
参考文献：
[1]. 土体内球形空穴扩张及挤土桩沉桩机理研究[D]. 李月健. 浙江大学. 2001
[2]. 小孔扩张理论及其应用[D]. 周炳勤. 东南大学. 2005
[3]. 静压桩施工沉桩阻力及沉桩挤土效应研究[D]. 樊向阳. 同济大学. 2007
[4]. 预应力混凝土管桩及其沉桩挤土效应研究[D]. 彭宏. 华中科技大学. 2004
[5]. 挤土桩对砂土地基挤密效应及液化状态变化的机理研究[J]. 李月健. 建筑结构学报. 2003
[6]. 考虑群桩挤土效应的单桩承载力计算方法研究[D]. 印江涛. 华中科技大学. 2006
[7]. 典型地质条件下静压管桩的工程特性研究[D]. 邱成添. 广东工业大学. 2006
[8]. 软化剪胀土中孔扩张理论及沉桩挤土性状研究[D]. 汪鹏程. 浙江大学. 2005
[9]. 软粘土中沉桩挤土对临近基坑的影响研究[D]. 陈晓平. 浙江工业大学. 2015
[10]. 搅动土应力释放沟墙的工程实例与数值分析[D]. 杨萤. 浙江大学. 2012
标签：建筑科学与工程论文; 承载力论文; 静压桩论文; 应力状态论文; 应力应变曲线论文; 阻力系数论文; 预应力管桩论文; 桩基工程论文; 机理分析论文; 静压论文;