摘要：为了探明断层发育区桥梁单桩的水平承载特性及受力机理,通过土工离心模型试验,选取断层与桩基水平距离、断层埋深变化参数为变量,研究近断层桥梁单桩水平极限承载力、桩侧土抗力、桩身弯矩及桩身剪力变化规律.试验结果表明:断层的存在抑制了桩侧土抗力的发挥,进而影响单桩水平承载特性.当断层与桩基水平距离由1倍桩径增加至5倍桩径时,断层两侧桩基水平极限承载力影响度为1.38%~61.47%,桩身弯矩逐渐减小且衰减较快,桩身剪力逐渐减小;当断层埋深由0 cm减至28 cm时,桩基水平极限承载力影响度为13.07%~51.60%.近断层单桩水平承载力设计时,可以根据桩侧岩土体受断层影响范围,确定断层与桩基水平距离临界值与合理桩长.

摘要：水域环境中的桩基础面临水流冲刷的威胁,水流冲刷将会引起基桩周围土体的流失,【目的】为研究冲刷对桩基础水平承载特性的影响,建立冲刷条件下桩基础水平承载特性简化分析方法。【方法】首先构建了桩周土体整体冲刷条件下的p-y曲线模型;然后基于p-y曲线法,采用有限差分法建立了冲刷条件下水平受荷桩非线性简化分析方法,对不同桩径、不同冲刷深度条件下桩基础水平承载特性进行计算分析,并与有限元结果对比验证了简化方法的正确性。【结果】结果显示:随着冲刷深度的增大,水平受荷桩的侧向刚度和水平承载力逐渐降低;相同水平荷载下随着冲刷深度的增加,桩顶水平位移和桩身最大弯矩逐渐增大,并且桩身最大弯矩所处位置逐渐向下移动。【结论】结果表明:水流冲刷引起基桩周围土体的流失将会对基桩水平承载特性产生显著影响,上述简化方法可为冲刷条件下水平受荷桩基的设计提供理论分析工具。

摘要：为了研究碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer, CFRP)复合桩在海洋环境中的水平承载特性,利用人工配置的高浓度海水作为浸泡溶液,开展不同浸泡时间下CFRP材料拉伸试验、桩身抗弯刚度试验和水平承载桩足尺模型试验。结果表明:相同试验条件下,浸泡180 d后,CFRP筋、CFRP布、钢筋的强度分别下降5.34%、6.64%、12.93%;复合桩和钢筋混凝土桩的桩身抗弯刚度分别降低7.89%和26.50%;在桩顶施加4 kN水平荷载作用,复合桩和钢筋混凝土桩的最大位移分别为14.22,18.65 mm,比未浸泡阶段的水平位移分别增加17.42%和40.12%;复合桩和钢筋混凝土桩的桩身最大弯矩分别为417.5,514.1 N·m,比未浸泡阶段分别增加7.30%和21.29%。试验结果可为海洋环境下CFRP复合桩的水平承载力设计提供理论参考。

摘要：为研究水平荷载作用下斜坡基桩的斜坡空间效应对其承载特性的影响,设计并完成了不同坡度及水平荷载作用角度下斜坡基桩室内模型试验,测得了桩顶荷载位移曲线及桩身弯矩分布。结果分析表明:水平荷载相同时,桩顶水平位移及桩身最大弯矩均随坡度增加呈非线性增大,随水平荷载作用角度增加而呈线性减小;基桩水平极限承载力却随坡度增加而减小,随水平荷载作用角度增加而增大。坡度每增加30°,桩顶水平位移约增大1.3~1.9倍,桩身最大弯矩增大约17%~30%;水平荷载作用角度每增加30°,桩顶水平变形减小约25%~30%,桩身最大弯矩减小约6%~11%。斜坡基桩的桩身最大弯矩位于地面以下3~6倍桩径范围内,坡度越大桩身最大弯矩位置越深。分析得到了基桩水平极限承载力拟合公式,可以为斜坡基桩设计提供参考。

摘要：在传统钢管桩内加装约束盘(单孔、四孔)的单桩基础是一种新型的海上风机单桩钢管基础。为了掌握加装约束盘的桩基础水平承载性能的变化规律,通过自主设计加工的水平加载装置,对传统开口、闭口单桩基础及加装不同约束盘类型的新型单桩基础进行了一系列离心机模型试验,研究了不同桩型在极限状态下的水平承载特性。利用ABAQUS有限元分析软件进行数值建模,研究了新型单桩基础和传统单桩基础在水平荷载作用下的破坏模式,揭示了桩身旋转中心的变化规律。结果表明,加装约束盘的新型单桩基础在刚度和强度方面表现出较好的稳定性;相对传统的单桩基础加装约束盘之后基础的水平极限荷载有显著的提高。

摘要：为研究压载对三筒吸力式导管架基础水平承载特性的影响,采用ABAQUS有限元软件建立了三筒吸力式导管架基础,选取多层粉质黏土和砂土,分别考虑不同大小的竖向压载。研究发现,竖向压载对砂性黏性土结合的分层土下导管架基础水平承载能力的提升效果更为明显,实际工程中可考虑增加压载,以提高多筒导管架基础的水平承载性能,压载量在竖向极限承载力的1/40以内时,水平极限承载力具有更高的增长效率,过大的竖向压载可能会导致基础竖向位移过大及结构失稳。

摘要：大直径阶梯型变截面桩的工作机理和力学特性不同于一般桩基,为研究其在水平荷载作用下的受力特性,采用ANSYS软件建立大直径阶梯型变截面桩的有限元模型,进行单桩水平承载特性数值模拟分析,并将计算结果与理论数值分析结果进行对比分析。结果表明:有限元计算和理论公式计算结果吻合较好;理论公式计算过程较复杂,通过在有限元模型中变化桩基参数来分析桩基受力,不仅能减少理论公式计算难度,且能分析影响桩基受力的参数,研究成果为阶梯型变截面桩基的设计提供一定指导和参考依据。

摘要：海上风电大型钢管桩重量大,在成桩过程中遇到软弱土层会出现溜桩现象,因此开展溜桩对钢管桩承载特性的研究具有重要意义。首先,采用理论分析确定溜桩区间,其次基于ABAQUS建立考虑溜桩效应的桩土数值模型,分析溜桩对钢管桩承载特性的影响规律。研究结果显示:(1)钢管桩在土层深度24~43 m发生溜桩,溜桩区间长度为19 m;(2)溜桩效应使钢管桩的水平极限承载力比无溜桩时降低13.46%;(3)溜桩效应使钢管桩受到水平荷载后产生更大的挠度,桩顶位移比无溜桩时增大12.4%。

摘要：针对大直径管桩不便于山区输电线路杆塔基础中推广应用等问题,提出了一种钻孔埋入式后压浆管桩技术,通过4根桩的水平静载试验及有限元模拟,对该新型桩的水平承载特性进行了研究。结果表明:(1)试桩的水平承载力极限值和特征值的平均值分别为542.3 kN和345.7 kN,高于同直径打入桩的水平承载力;(2)水平承载力特征值随着灌浆层厚度增大近似线性增大,灌浆层厚度为50~200 mm时,较等直径打入桩提高15.3%~62.4%;(3)桩身弯矩随灌浆层厚度增大而减小,50~200 mm厚灌浆层可减小桩身弯矩32.9%~60.8%;(4)桩身水平位移对土体水平位移的影响区域近似为倒锥形,水平位移影响区域范围随灌浆层厚度增大而增大,但其形状基本不变;(5)灌浆层与管桩间未出现脱离现象,两者始终作为一个整体共同承担水平荷载。本文研究成果对该桩型的研究及推广具有一定的参考价值。

摘要：为研究大直径阶梯型变截面桩基础在横向静荷载作用下的变形及受力特性,选取2根深水大跨度桥梁大直径阶梯型变截面桩,开展了实桥桩基水平承载特性试验研究,根据水平荷载~位移曲线、水平荷载~转角、水平荷载~桩身拉压应变曲线的测试结果,分析了变截面桩的水平承载特性,并在此基础上对阶梯型变截面桩横向静载荷作用下的水平位移及作用效应进行了理论分析与公式推导。结果表明:随着水平作用力的逐级增加,变截面桩加载位置的水平位移和转角均呈线性增加;变截面位置的桩身应变和内力值变化最大,表明变截面位置桩基受力复杂,需要适当加强配筋;理论模型计算结果与实桥试验结果具有相似的规律性,说明了理论计算模型的可靠性,可作为设计参考。