桩土相互作用分析.共33页文档
被动条件下桩—土相互作用机理及被动桩工作性能分析
01 引言
目录
02
被动条件下桩—土相 互作用机理
03 被动桩工作性能
04 写作建议
05 参考内容
引言
随着现代土木工程技术的不断发展，桩基作为一种重要的基础形式在实际工程 中得到了广泛应用。按其承受荷载的性质，桩基可分为主动桩和被动桩。被动 桩是指桩体通过与土体的相互作用而获得承载力，如地下连续墙、锚杆桩等。 了解被动条件下桩—土相互作用机理及被动桩工作性能对于优化设计、提高工 程安全性和降低成本具有重要意义。
一、如何选择合适的被动桩
被动桩是指通过在土体中设置桩体，利用土体自重、相邻土体的位移以及桩端 处土体的位移等被动能量，对桩体进行加载的试验方法。在选择被动桩时，应 考虑以下因素：
1、土体性质：不同土体的力学性质不同，选择被动桩时应根据土体的性质进 行选择。
2、桩身材料：桩身材料对被动桩的性能也有很大影响，应考虑材料的强度、 刚度、耐久性等因素。
被动条件下桩—土相互作用机理
1、桩土相互作用机理概述
桩土相互作用是指桩体与土体之间由于力的传递和共享而产生的相互影响。在 被动条件下，桩体与土体的相互作用更加明显。桩体通过与土体的接触，将荷 载传递到周围土体，利用土体的变形和位移来获得承载力。
2、被动条件下桩土相互作用机 理分析
在被动条件下，桩体与土体的相互作用主要包括桩侧摩阻力和桩端阻力。桩侧 摩阻力是指桩体表面与土体之间的摩擦力，而桩端阻力则是桩端处土体的变形 和位移对桩体产生的阻力。被动桩的设计和施工应充分考虑这些因素，以保证 其承载力和稳定性。
3、影响因素及特点
被动条件下桩—土相互作用的机理受到多种因素的影响，如土体性质、桩体材 料、施工方法等。土体的力学性质，如剪切模量、压缩模量和摩擦系数等，对 桩土相互作用有着重要影响。桩体材料的选择，如强度、刚度和耐久性等，将 直接影响被动桩的工作性能。此外，施工方法也是影响桩土相互作用的重要因 素，如成孔方法、灌浆工艺等。
考虑桩土相互作用的长桩基础打桩过程中桩身变形研究
考虑桩土相互作用的长桩基础打桩过程中桩身变形研究目录1. 内容描述 (2)1.1 研究背景及意义 (3)1.2 国内外研究现状 (4)1.3 研究内容及目的 (5)2. 理论基础 (6)2.1 桩土相互作用理论 (7)2.2 桩身变形理论 (8)2.3 长桩基础设计规范及代码 (10)3. 数值模拟方法 (11)3.1 有限元分析软件及模型建立 (12)3.2 桩土相互作用模型边界条件及参数确定 (14)3.3 仿真模拟方案及精度验证 (15)4. 实验研究方法 (16)4.1 实验平台及装置 (17)4.2 试验材料及模型制作 (18)4.3 桩身变形测量方法 (19)5. 研究结果 (21)5.1 桩身变形规律分析 (22)5.1.1 桩长对桩身变形的影响 (23)5.1.2 围岩性质对桩身变形的影响 (24)5.1.3 打桩工艺对桩身变形的影响 (25)5.2 影响因素耦合效应分析 (26)6. 结论与展望 (28)6.1 研究结论 (29)6.2 学术意义及应用价值 (30)6.3 今后研究方向 (31)1. 内容描述本文档旨在全面探讨考虑桩土相互作用的长桩基础打桩过程中的桩身变形特性。
在现代建筑和工程领域,长桩基础因其强度大、适应性广而广泛应用于高层建筑、桥梁工程以及海洋平台等大型结构中。
为确保结构的稳定和安全,深入研究桩土相互作用下的桩身变形极为重要。
首先是桩土接触的动态过程研究,通过分析桩土接触表面应力、应变分布和动力响应,理解桩身受力机制和动态变化规律。
其次,是桩身变形模式的判别,运用弹性动力学理论,结合时域动态仿真,分析桩身在不同打桩阶段的变形演化特性。
此外,还需分析桩土互作的频率响应特性以及桩间土对桩身变形的影响,提炼出桩土系统相互作用下的桩身频率与谐振特性。
此外,本文档还将综合考虑施工参数对桩身变形的影响,比如桩径、打桩顺序、锤击力度等因素。
通过对这些关键参数的控制,研究其在打桩过程中的动力响应特性,以获得最优化的桩身变形控制方案。
桩-土-结构共同作用控制理论分析
研究表明 ，承台可以分担 ２ ％ Ｏ 以上的上部 荷载 ，不考虑相互作用 的计算理论保 守且 不科 学。 其实 ， 早在上世纪 三四十年代上海的桩基础
设计曾经采用简易的考虑桩土共同作用的计算
模 型 ， 以后没有得到推广 。到上 世纪七十年 但 代 ，考虑承 台底 土体承担荷载 的共 同作 用理论 成 了当时研究的热 。 ｕ ｅ ｉｄ Ｂｎｒ ｅ Ｂ ｔｒｅ 和 ａｅ ｅ 在 ｔ ｆｌ ｊ 假定承 台地 面光 滑、 台刚度无 限大的基础上 ， 承 对桩一 承 台体系进行 了弹性分析 ，研究 了桩 土一 台系统 的荷 载位 移性状 及 承台 与桩 的荷 载 分 配， 分析表 明： 各桩在承 台参与作 用时承受荷载 与 承 台不参与 作用 时有 明显差 别。Ｒ ｎ ｏ ｈ ａｄｌ 、 ｐ Ｐ ｕｏ 等对 此均作 了一定的研究 ，后来发展成 ｏｌ ｓ 分 别以 Ｍｉ ｌ 位移基本解 、 ｎｉ ｄｎ 应力解为出发点 的 位移法 、 应力法。Ｃ ｏｅ ｏｋ 等提出了以桩周 同心 圆 式分 布的弹性 剪切位移场模式 为基础的剪切位 移法 ， 并用 于分 析单桩 、 桩与土 的共 同作用 。 群 尚守平 等用位移系数来求解群桩 中每根桩 的荷 载分配 系数，以及应用 Ｇ ｄｅ 的应力系数 计算 ｅｄｓ 桩、 土地基 的柔度矩 阵 ， 对桩箱 基础与地基 土的 共 同作 用进行 了弹性分析。 线 弹性共 同作用理论考虑了桩一 承台的 土一 相互作用 ， 尤其是 考虑了桩 、 承台与地基土 共同 分担荷载 ， 是一个很大的进步。但是 ， 以线 性关 系表示桩一 承 台的相互作用过 于粗 略 ，与实 土一
在实际应用中， 桩基础通常都是 以桩 一 承台 的形式 工作的。桩一 结构共 同作用理 论是桩 土一 基 础课题的关键所在 。本文在对桩土共 同作 用 的计算 模型和控制理论两方面详细分析 的基 础 上 ， 出了以控制差异沉 降为 目的 、 Ｉ 土接 提 弓入桩 触单元 同时考虑土体 固结和上部结构 冈 度的ｊ ４ 维有限元计算理论。 １桩一 结构计算模型 土一 桩一 结构计算模 型经历 了不考 虑共同作 土一 用 、线弹性共 同作用和非线性共 同作 用三个阶
土土相互作用对基桩竖向承载力的影响
土土相互作用对基桩竖向承载力的影响基桩是土木工程中常用的一种地基处理方式，其承载能力对工程的安全与稳定性至关重要。
然而，在实际工程中，土土之间的相互作用往往会对基桩的竖向承载力产生一定的影响。
本文将探讨土土相互作用对基桩竖向承载力的可能影响，并提出相应的解决方案。
首先，土土相互作用对基桩竖向承载力的影响主要体现在两个方面：摩擦阻力的变化和土体集中效应。
对于摩擦阻力的变化而言，其根本原因是土体与土体之间的接触面积的变化导致了摩擦力的改变。
当基桩与土体直接接触时，土体中的空隙对基桩的竖向承载力起到了重要的支撑作用，使得摩擦力较小。
而当基桩与土体之间存在水平位移时，土体中的空隙会被挤压，导致摩擦力的增加，从而降低了竖向承载力。
其次，土体集中效应也是影响基桩竖向承载力的重要因素之一。
土体集中效应指的是土体在基桩附近集中起来形成土体团的现象。
这种现象主要出现在饱和土壤和细粒土壤中，由于土体的流动性较差，容易形成土体团并且团块间形成干接触。
这种干接触会降低土体的有效应力，从而减小基桩的承载力。
此外，土体集中效应还会导致土体侧向挤压力的增加，进一步降低基桩的竖向承载力。
为了解决土土相互作用对基桩竖向承载力的影响，可以采取以下几种方法。
首先，可以通过合理的施工方法来减小土体集中效应。
例如，在施工过程中可以使用挖孔支护措施，防止土体在基桩附近集中；此外，合理选择基桩的直径和间距也可以减小土体集中效应。
另外，可以通过改善土体的力学性质来改善基桩的竖向承载力。
例如，可以利用灌浆注浆等方式改善土体的工程性质，增强土体的密实度和强度，提高基桩的承载能力。
此外，合理选择基桩的材料和形式也是提高基桩竖向承载力的重要措施。
不同材料和形式的基桩在不同工程环境下有着不同的优势和适应性。
因此，在实际工程中应根据具体情况选择适合的基桩类型。
综上所述，土土相互作用对基桩竖向承载力产生了一定的影响，主要表现为摩擦阻力的变化和土体集中效应的作用。
地震作用下桩-土-结构相互作用的分析
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某 六 层 框 架 结 构 ， 高 ４米 ， 于上 海 南 汇 区 ， 区 位 于 长 江 人 海 层 位 该 口， 冲积 平 原 ， 质 条件 较 差 。 构 平 面 图如 图 ２所 示 ， 主要 承 重 构 属 地 结 其 件 的截 面尺 寸 及 材 料 力 学性 能 参 数 如 下 ： 框 架 柱 ：０ ｍ ４ ０ ４ ０ ｍｘ ０ ｍｍ混 凝 土 柱 外 环 梁 ：０ ｍ ４ ０ ３ ０ ｍＸ ０ ｍｍ混 凝 土 梁 楼 面粱 ：０ ５ ０丁 字 钢 ， Ｈ ５ ０ ｍ， Ｂ ２ ０ １ｘ０ 高 ＝ ０ ｍ 宽 ＝ ０ ｍｍ， 缘 １ １ｍ 翼 １ ６ ｍ， ＝ 腹板 ｔ １ｒｌ ２ ０ｌｌ ＝ ｌ ｌ 楼 面 板 ：Ｏ ｍ 混 凝 土楼 面板 ｌＯ ｍ 材料特性 ： 土 Ｃ ０ 弹 模 Ｅ ３０ １ ／ 泊 松 比 Ｖ ０２ 密度 Ｐ 昆凝 ３， ＝ ．ｘ ０ Ｎｍ ， ＝ ．， ＝
Ｗｉｋｅ 地基上的梁模型 、 ｎｌｒ 波动场模型 以及有限元模 型。 ３种模型 中由于 动 力 Ｗｉｋ ｒ 基 上 的梁 模 型 力 学 概 念 清 楚 ， 单 实 用 ， 于被 Ｔ 程 人 ｎｌ 地 ｅ 简 易 员接 受 而 被 广 泛 运 用 。 本文 拟 采 用 这 一 模 型 ， 桩 离 散 为 梁 单 元 ， 节 将 在 点处 考虑 水 平 位 移 和 转 角 ， 桩 体 的 质 量 集 中在 节 点 处 。土 体 由离 散 的 将 弹簧 一阻尼器系统代替 ， 简化模型见图 １ 。
９度
深基坑支护桩与土相互作用
深基坑支护桩与土相互作用摘要:本文论述深基坑支护体系计算中考虑桩土共同作用原理,提供了经过监测与验证的主要结论.关键词:深基坑预应力锚杆排桩非线性共同作用变形协调;1前言目前土抗力法中弹性地基反力法是综合效果最好的，应用日益广泛。
土抗办法中入土桩的挠曲线微分方程为式中:EI为桩身抗弯刚度（KN/m2）P为作用在单位桩长上的力；y为桩身水平变位(m）Z为从地面向下算起的深度(m). 式(1)中，对土压力p作不同的假设就有不同的计算理论，例如，大家所熟知的“m”法假设p＝mzy，而“c”法假设p = cz1／2Y，张有令法假设p=ky等等。
根据Winkler假定，k是与面积有关的，很难在不同的深度上进行不同面积的侧向压板试验来求k。
2计算模型的建立对于深基坑预应力锚杆排桩的计算，本文按照Zemochkin的集中反力方法，但这单用的是一个弹簧，该弹簧的系数不是垫层系数k而是刚性系数K=p/y（Ｐ为集中力;Y为位移)。
因此，不同的土层用不同的K代替，而K是由习惯的土力学的方法求变形模量E，而得到的。
长度L具有弯曲刚度Ei的桩，其承受的土压力可分成n个集中力代替，而集中力是作用于具有刚性系数K的弹簧上，弹簧支承于刚体上。
同样，锚杆也用弹簧代替，刚性系数记为Kt其计算简图如图1所示。
本文提出土的p -y曲线p=ky，将其代入式(1),用有限差分求解桩身内力和位移.3刚性系数的确定3.1土弹簧刚度系数K的确定。
一个土压力弹簧的集中力为p，则分布于圆弧单位面积上的压力为q。
设q=p/bd ,用矩形面积bxd代替圆弧面积。
由弹性力学Boussinesq解可得到位移Y。
设d <b，有式中:E0、VS分别为土的变形模量及泊松比;。
为W与b/d有关的形状系数。
当b/d =1.0时，W= 0.88 ;当b/d=1.5时，W=1.08;当b/d=2.0时，W=1.22b为长边。
若L/n小于直径d，则式(2)中应以d代替b，而W应由d/b之比来决定。
桩基与软土地基相互作用分析
桩基与软土地基相互作用分析引言桩基与软土地基的相互作用一直是土木工程领域的研究重点。
软土地基的特点是强度较低、破坏性较大，而桩基则可以提供额外的承载能力和稳定性。
因此，了解和研究两者之间的相互作用对于设计和建造坚固安全的结构至关重要。
1. 软土地基的特点软土地基是指由于沉积过程或者某种原因导致土壤结构比较松散、云母含量较高、剪切性较弱的土层。
其特点包括低强度、高含水量、易于变形和破坏。
在建造结构之前，必须对软土地基进行合理的处理和加固，以确保结构的稳定性和安全性。
2. 桩基的作用与分类桩基是将长桩预先打入地下，使其成为结构的一部分，起到传递荷载、降低地基沉降、改善地基稳定性的作用。
根据工程需要和土壤特点，桩基可以分为摩擦桩和端承桩两大类。
摩擦桩主要依靠桩身与土壤之间的摩擦力来传递荷载，而端承桩则依靠桩底的承载层来承担荷载。
3. 桩基与软土地基相互作用的机理桩基和软土地基发挥作用时，存在着复杂的相互作用机理。
首先，桩身与土壤之间的摩擦力是传递荷载的主要途径。
当荷载作用在桩顶时，通过桩身沿着桩周平均分布，荷载逐渐传递到土体中，最终通过摩擦力传递到周围的土壤中。
其次，桩底与承载层之间的接触也发挥着重要的作用。
在桩底渗透到承载层时，承载层上的土体被挤压，形成一个与桩基一起工作的整体。
4. 影响相互作用的因素相互作用的效果受到多个因素的影响。
首先，桩的类型和尺寸对相互作用机理有着直接的影响。
不同类型的桩基在荷载传递和承载机理上存在差异，因此需要针对具体情况进行合理选择。
其次，土壤的物理性质也会对相互作用产生影响。
如果软土地基的含水量较高，会导致土壤强度的下降，进而影响桩基的承载能力。
此外，地震、水位变化等自然因素也会对相互作用产生重要影响。
5. 桩基与软土地基相互作用的分析方法在实际工程中，为了正确评估和设计桩基与软土地基的相互作用，需要采用合适的分析方法。
传统的方法包括现场实测、力学分析和试验研究。
近年来，随着计算机技术的发展，数值模拟技术也得到了广泛应用。
桩-土动力相互作用接触面研究综述
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