层状地基中考虑桩端应力扩散的单桩沉降计算 被引量：8

1

作者 王奎华 罗永健 +2 位作者 吴文兵 吕述晖 武登辉 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期472-479,共8页

针对现行单桩沉降计算方法没有考虑桩端应力扩散效应的问题,基于虚土桩模型,提出一种考虑桩端应力扩散效应时层状地基中的单桩沉降计算方法.在土层处于弹性状态下,桩侧土采用双折线模型,桩端土采用虚土桩模型并考虑应力扩散效应,利用荷... 针对现行单桩沉降计算方法没有考虑桩端应力扩散效应的问题,基于虚土桩模型,提出一种考虑桩端应力扩散效应时层状地基中的单桩沉降计算方法.在土层处于弹性状态下,桩侧土采用双折线模型,桩端土采用虚土桩模型并考虑应力扩散效应,利用荷载传递法,推导出层状地基中考虑桩端应力扩散效应时的单桩沉降计算公式.进一步讨论了该方法中弹性极限位移、弹性抗剪切刚度系数、桩端土厚度和应力扩散角等参数对单桩沉降的影响.结合工程实测数据,对比了该方法计算的荷载-沉降曲线、由规范方法得到的荷载-沉降曲线和实测曲线,结果表明:考虑桩端应力扩散效应时单桩沉降计算方法计算得到的桩顶沉降值与实测值较为吻合,实际工程应用优于规范法. 展开更多

关键词 单桩沉降 层状地基 荷载传递法 虚土桩 应力扩散

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考虑施工扰动效应时大直径扩底桩纵向振动阻抗研究 被引量：5

2

作者 李振亚 王奎华 吴文兵 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第A01期3678-3688,共11页

基于Rayleigh-Love杆模型研究考虑施工扰动效应时大直径扩底桩的纵向振动阻抗。首先,分别采用虚土桩模型和径向圈层间的剪切复刚度传递法考虑施工扰动造成的桩端以下土体的竖向非均质性和桩周土的径向非均质性;然后,求解桩–土界面的剪... 基于Rayleigh-Love杆模型研究考虑施工扰动效应时大直径扩底桩的纵向振动阻抗。首先,分别采用虚土桩模型和径向圈层间的剪切复刚度传递法考虑施工扰动造成的桩端以下土体的竖向非均质性和桩周土的径向非均质性;然后,求解桩–土界面的剪切复刚度,将其代入到桩的纵向振动控制方程中,通过Laplace变换和阻抗函数递推的方法,得到大直径扩底桩纵向振动频域响应解析解,在此基础上,通过与已有研究成果的对比,证明本文解的合理性;最后,通过参数分析的方法,在桩基动力设计中比较关心的低频范围内研究了桩的扩底参数以及施工扰动效应对大直径扩底桩纵向振动阻抗的影响,结果表明:(1)扩底半径对桩的动力特性的影响远大于扩底段长度的影响;(2)施工扰动效应对大直径扩底桩的动力特性影响显著,且桩周土扰动的影响要强于桩端以下土体扰动的影响。 展开更多

关键词 桩基础 大直径扩底桩 纵向振动 复阻抗 施工扰动效应 剪切复刚度传递法 虚土桩

原文传递

嵌岩桩沉渣特性对桩顶动力响应的影响 被引量：5

3

作者 王奎华 吴文兵 +1 位作者 马少俊 马伯宁 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期402-408,共7页

基于虚土桩模型,运用Laplace积分变换和阻抗函数递推方法研究了纵向任意激振力作用下沉渣特性对成层土中嵌岩桩桩顶动力响应的影响.将桩端沉渣模拟为虚土桩,对桩侧土采用平面应变模型,并考虑其成层特性,结合初始条件和桩顶及沉渣底部的... 基于虚土桩模型,运用Laplace积分变换和阻抗函数递推方法研究了纵向任意激振力作用下沉渣特性对成层土中嵌岩桩桩顶动力响应的影响.将桩端沉渣模拟为虚土桩,对桩侧土采用平面应变模型,并考虑其成层特性,结合初始条件和桩顶及沉渣底部的边界条件,求得在桩顶任意激振力作用下,考虑沉渣影响的桩顶频域响应解析解及时域响应半解析解.基于理论解,分析了沉渣特性对桩顶动力响应的影响,并将理论计算结果与工程桩低应变反射波法实测曲线进行了拟合对比,结果表明,基于虚土桩模型的理论解能较好地反演出沉渣特性对桩顶动力响应的影响. 展开更多

关键词 嵌岩桩 沉渣 虚土桩 动力响应 Laplace积分变换 阻抗函数

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地下水位波动下填芯管桩纵向振动特性研究

4

作者 杨冬英 陈经纬 李学东 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期1389-1400,共12页

根据地下水位波动,研究了填芯管桩与土体受纵向振动荷载下的耦合动力特性。将桩端土视为虚土桩,建立了地下水位波动影响下的土层与填芯管桩的振动方程,并结合边界条件对动力方程解耦求解,得出填芯管桩与土的动力耦合作用频域响应解析解... 根据地下水位波动,研究了填芯管桩与土体受纵向振动荷载下的耦合动力特性。将桩端土视为虚土桩,建立了地下水位波动影响下的土层与填芯管桩的振动方程,并结合边界条件对动力方程解耦求解,得出填芯管桩与土的动力耦合作用频域响应解析解及时域响应半解析解。将管桩退化为实芯桩后与现有实芯桩理论解进行对比,进而再与数值解进行对比。最后,分别分析了地下水位变动、填芯材料及填芯高度对填芯管桩纵向振动特性的影响。结果显示,干土相对于饱和土能更好耗散激振能量;填芯材料性质提高,反射信号幅值增大;填芯高度位置与曲线中反向反射信号位置相对应。 展开更多

关键词 填芯管桩 虚土桩 地下水位 动力响应 解析解

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三维饱和层状土–虚土桩–实体桩体系纵向振动频域分析 被引量：6

5

作者 孟坤 崔春义 +2 位作者 许成顺 梁志孟 杨刚 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1470-1484,共15页

为分析饱和土中浮承桩纵向振动特性,基于Biot波动理论提出一种桩底饱和虚土桩模型,并建立三维饱和层状土–虚土桩–实体桩耦合纵向振动体系定解问题。采用势函数法、桩–土耦合条件及阻抗函数传递性求解得出桩顶纵向振动动力阻抗解析解... 为分析饱和土中浮承桩纵向振动特性,基于Biot波动理论提出一种桩底饱和虚土桩模型,并建立三维饱和层状土–虚土桩–实体桩耦合纵向振动体系定解问题。采用势函数法、桩–土耦合条件及阻抗函数传递性求解得出桩顶纵向振动动力阻抗解析解答,并通过多元退化验证所提出解析解的正确性。在此基础上,对浮承桩纵向振动特性影响因素进行参数化分析,结果表明:当桩底土饱和性显著且排水性较差时,桩底土单相虚土桩模型会过低估计阻抗曲线共振频率,宜采用饱和虚土桩模型和所得相关解析解答分析浮承桩纵向振动特性。桩周饱和软(硬)夹层对桩顶动力阻抗曲线振幅水平影响显著,而桩底软(硬)下卧夹层则对桩顶动力阻抗曲线影响很小。桩周饱和表层土体孔隙率仅对桩顶动力阻抗曲线共振幅值产生明显影响,而桩底饱和土层孔隙率对桩顶动力阻抗曲线共振幅值和共振频率均影响显著。 展开更多

关键词 桩基础 三维轴对称 饱和虚土桩 桩底土 纵向振动 动力阻抗

原文传递

半空间地基中虚土桩模型的精度分析及应用 被引量：5

6

作者 吴文兵 王奎华 +1 位作者 张智卿 陈嘉熹 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期121-129,共9页

对虚土桩模型求解半空间地基上刚性圆板垂直振动特性的精度及应用进行研究.首先将刚性圆板正下方直到基岩的圆柱形土体看作虚土桩,通过求解桩土耦合振动,得到了简谐荷载作用时刚性圆板下均质滞回材料阻尼土体振动位移解,进一步利用该解... 对虚土桩模型求解半空间地基上刚性圆板垂直振动特性的精度及应用进行研究.首先将刚性圆板正下方直到基岩的圆柱形土体看作虚土桩,通过求解桩土耦合振动,得到了简谐荷载作用时刚性圆板下均质滞回材料阻尼土体振动位移解,进一步利用该解,根据桩土接触面的边界条件来考虑桩土耦合作用,求解虚土桩的动力平衡方程,进而得到了桩土体系的定解.然后将虚土桩模型得到的刚性圆板的动力特性与现有精确解进行对比分析,结果表明本文解与现有精确解较吻合,具有足够高的精度.最后讨论了主要参数对虚土桩顶复刚度的影响. 展开更多

关键词 虚土桩模型 半空间地基 刚性圆板 简谐荷载 复刚度

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基于虚土桩模型的三维饱和介质中浮承桩纵向振动特性分析 被引量：3

7

作者 孟坤 崔春义 +2 位作者 许成顺 梁志孟 杨刚 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期4313-4323,4400,共12页

基于Biot波动理论提出了一种桩底饱和虚土桩模型,同时考虑桩周、桩底土体三维波动效应及饱和特性,建立了三维饱和黏弹性土、虚土桩和实体桩完全耦合振动定解问题。采用势函数求解得出饱和土体位移解,并利用饱和土-桩界面耦合条件,求解... 基于Biot波动理论提出了一种桩底饱和虚土桩模型,同时考虑桩周、桩底土体三维波动效应及饱和特性,建立了三维饱和黏弹性土、虚土桩和实体桩完全耦合振动定解问题。采用势函数求解得出饱和土体位移解,并利用饱和土-桩界面耦合条件,求解得出桩顶纵向振动动力阻抗解析解答。将所得解退化到已有解析解进行对比验证,并在此基础上对浮承桩纵向振动特性进行参数化分析,计算结果表明:桩底饱和土层厚度越大,桩顶动刚度和动阻尼曲线振幅及共振频率越小,且当桩底饱和土层厚度增大到一定程度后,振幅呈现大、小峰值交替现象;桩周饱和土体孔隙率仅对桩顶动力阻抗曲线振幅产生明显影响,而桩底饱和土体孔隙率对桩顶动力阻抗曲线共振幅值和共振频率均影响显著;随桩周、桩底饱和土体剪切模量的增加,桩顶动力阻抗曲线共振幅值水平均明显降低,且受桩周饱和土体剪切模量影响更为突出。 展开更多

关键词 三维轴对称 饱和虚土桩 桩底土 纵向振动 动力阻抗

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饱和层状土中浮承桩纵向动力阻抗的虚土桩模型 被引量：2

8

作者 孟坤 崔春义 +2 位作者 许成顺 梁志孟 杨刚 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期372-382,共11页

基于Biot动力波动理论描述土体饱和两相特性,提出了一种桩底土饱和虚土桩模型,同时考虑桩周、桩底饱和土体纵向成层性,采用Novak平面应变法计算得出饱和土体位移解,进一步利用饱和土-桩-饱和虚土桩完全耦合条件及阻抗函数传递性,求解得... 基于Biot动力波动理论描述土体饱和两相特性,提出了一种桩底土饱和虚土桩模型,同时考虑桩周、桩底饱和土体纵向成层性,采用Novak平面应变法计算得出饱和土体位移解,进一步利用饱和土-桩-饱和虚土桩完全耦合条件及阻抗函数传递性,求解得出桩顶纵向振动动力阻抗解析解,并与已有相关解析解进行退化验证及对比分析。在此基础上,探讨了桩底饱和土层厚度、桩周纵向软(硬)夹层、桩底纵向软(硬)下卧夹层、桩周及桩底饱和土体孔隙率对桩顶动力阻抗的影响规律,计算结果表明:由于单相土与饱和土压缩波波速差别较大,桩底土单相虚土桩模型会过低估计阻抗曲线共振频率,即当桩底土饱和性显著且排水性较差时,宜采用饱和虚土桩模型和所得相关解析解分析浮承桩纵向振动特性;桩周饱和软(硬)夹层对动力阻抗曲线振幅水平影响显著,而桩底软(硬)下卧夹层则对桩顶动力阻抗曲线影响很小;桩周饱和表层土体孔隙率仅对桩顶动力阻抗曲线共振幅值产生明显影响,而桩底饱和土层孔隙率对桩顶动力阻抗曲线共振幅值和共振频率均有显著影响。 展开更多

关键词 饱和虚土桩 纵向成层性 桩底土 纵向振动 动力阻抗

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基于饱和虚土桩模型的浮承桩纵向振动特性分析 被引量：2

9

作者 崔春义 孟坤 +2 位作者 梁志孟 许成顺 杨刚 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期356-361,共6页

为了分析饱和土中浮承桩纵向振动特性,基于Biot理论提出了一种桩底饱和虚土桩模型.采用Novak薄层法计算得出饱和土体位移解,利用饱和土-桩-饱和虚土桩完全耦合条件,推导出桩顶纵向振动动力阻抗解析解,并对饱和土中浮承桩纵向振动特性进... 为了分析饱和土中浮承桩纵向振动特性,基于Biot理论提出了一种桩底饱和虚土桩模型.采用Novak薄层法计算得出饱和土体位移解,利用饱和土-桩-饱和虚土桩完全耦合条件,推导出桩顶纵向振动动力阻抗解析解,并对饱和土中浮承桩纵向振动特性进行参数化分析.计算结果表明,当桩底饱和土层厚度为4和6 m时,桩顶动力阻抗函数曲线呈现出大、小峰值交替现象,这与单相虚土桩模型的计算结果差异较大,且桩周和桩底饱和土体孔隙率对桩顶动力阻抗曲线的影响不可忽视.当桩底土饱和性显著且排水性较差时,桩底土单相虚土桩模型会引起较大误差,宜采用饱和虚土桩模型和所得相关解析解答分析浮承桩纵向振动特性. 展开更多

关键词 饱和虚土桩 平面应变 桩底土 纵向振动 动力阻抗

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层状地基中基于虚土桩模型的单桩沉降计算方法 被引量：9

10

作者 王奎华 吕述晖 +1 位作者 吴文兵 罗永健 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2013年第7期75-83,99,共10页

基于虚土桩模型及荷载传递法,针对理想弹塑性荷载传递函数,推导了均质地基中以桩侧土塑性发展深度为变量的桩顶荷载-沉降曲线计算方法,且进一步利用递推方法将其推广到层状地基中并给出了桩身轴力及桩侧摩阻力的计算方法。在此基础上,... 基于虚土桩模型及荷载传递法,针对理想弹塑性荷载传递函数,推导了均质地基中以桩侧土塑性发展深度为变量的桩顶荷载-沉降曲线计算方法,且进一步利用递推方法将其推广到层状地基中并给出了桩身轴力及桩侧摩阻力的计算方法。在此基础上,给出了荷载传递模型参数的选取方法并分析了虚土桩计算长度的影响因素及取值方法。然后,利用该算法分析了桩及虚土桩压缩模量对荷载-沉降曲线的影响。最后,结合工程实测数据,对比了计算荷载-沉降曲线、实测曲线和由规范方法得到的荷载-沉降曲线,结果表明:在一定的荷载范围内,采用基于虚土桩模型的单桩沉降计算方法计算得到的桩顶沉降值与实测值较为吻合,实际工程应用优于规范法。 展开更多

关键词 单桩沉降 层状地基 虚土桩模型 荷载-沉降曲线 荷载传递法

原文传递

考虑应力扩散时桩端土性对单桩沉降影响分析方法 被引量：6

11

作者 王奎华 吕述晖 +2 位作者 吴文兵 罗永健 武登辉 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期621-630,共10页

基于虚土桩模型,分析了层状地基中桩端土性对单桩沉降特性的影响。首先,以虚土桩扩散角反映桩端土层应力扩散效应,将桩端一定锥角范围内由桩端至基岩面的土体视为虚土桩,并根据其变截面特性,将虚土桩沿纵向划分为有限个微元段。然后,对... 基于虚土桩模型,分析了层状地基中桩端土性对单桩沉降特性的影响。首先,以虚土桩扩散角反映桩端土层应力扩散效应,将桩端一定锥角范围内由桩端至基岩面的土体视为虚土桩,并根据其变截面特性,将虚土桩沿纵向划分为有限个微元段。然后,对桩及虚土桩桩侧土体采用理想弹塑性荷载传递模型,利用荷载传递法,推导了层状地基中以桩侧土塑性发展深度为变量的单桩荷载-沉降递推计算方法,并进一步得到了桩身轴力及桩侧摩阻力递推计算式。在此基础上,给出了荷载传递模型参数选取方法,并分析了虚土桩临界深度的影响因素及由实测荷载-沉降曲线反演虚土桩扩散角的可行性。最后,利用该方法分析了桩端沉渣和软弱下卧层对荷载-沉降曲线的影响。结果表明,考虑桩端土层应力扩散效应时,通过计算得到的桩顶及桩端荷载-沉降曲线与实测曲线吻合较好;当桩端存在沉渣或软弱下卧层时,采用虚土桩模型的单桩沉降计算方法可以在一定程度上反映沉渣特性及软弱下卧层埋深等因素对桩顶荷载-沉降曲线的影响。 展开更多

关键词 单桩沉降特性 虚土桩模型 荷载传递法 应力扩散 桩端沉渣 软弱下卧层

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基于虚土桩模型的层状地基群桩沉降研究 被引量：2

12

作者 辛冬冬 张乐文 宿传玺 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期2368-2376,2394,共10页

群桩中各基桩之间的加筋与遮帘效应和桩端土体变形是群桩沉降计算中的关键部分,极大地影响计算结果的准确性,然而,目前相关的研究仍显不足。采用剪切位移法原理分析了各基桩之间的加筋与遮帘效应,通过荷载传递法原理推导出层状地基土中... 群桩中各基桩之间的加筋与遮帘效应和桩端土体变形是群桩沉降计算中的关键部分,极大地影响计算结果的准确性,然而,目前相关的研究仍显不足。采用剪切位移法原理分析了各基桩之间的加筋与遮帘效应,通过荷载传递法原理推导出层状地基土中各基桩桩底、顶之间的沉降与轴力关系式;基于虚土桩模型,探讨了虚土桩长度的影响因素并给出了定量计算公式,得到了层状地基土中各虚土桩顶、底之间的沉降与轴力关系式;利用基桩与虚土桩的边界条件和平衡关系确定柔度系数矩阵,进而根据不同的承台形式求得群桩沉降。工程案例计算表明,理论计算与实测值吻合较好,该方法具有较高的准确性。其研究结果对群桩沉降计算理论的发展具有一定的补充和推动作用。 展开更多

关键词 群桩沉降 虚土桩模型 加筋与遮帘效应 层状地基 柔度系数

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基于改进虚土桩法的扩底桩沉降计算方法 被引量：2

13

作者 乔世范 董常瑞 +3 位作者 王刚 蔡子勇 谭晶仁 刘钰 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第7期98-107,共10页

基于佐藤·悟的荷载传递模型,考虑桩身自重及桩侧土深度效应对虚土桩法进行改进,并以扩散角的形式来考虑桩端的应力扩散效应,推导层状地基中扩底桩的沉降计算方法;提出改进的虚土桩计算流程,无需针对虚土桩长进行试算,减少计算成本... 基于佐藤·悟的荷载传递模型,考虑桩身自重及桩侧土深度效应对虚土桩法进行改进,并以扩散角的形式来考虑桩端的应力扩散效应,推导层状地基中扩底桩的沉降计算方法;提出改进的虚土桩计算流程,无需针对虚土桩长进行试算,减少计算成本;将改进虚土桩法计算得到的荷载-沉降曲线与实测数据及现有扩底桩沉降计算方法进行对比,并分析桩身直径、扩大段直径以及桩长等因素对扩底桩沉降和承载力的影响规律。结果表明:在考虑土体自重、深度效应等因素作用下计算所得到的桩顶荷载-沉降曲线与实测曲线吻合更好,能更加准确反映扩底桩的沉降规律。 展开更多

关键词 扩底桩沉降特性 改进虚土桩模型 标定虚土桩长 因素分析

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