湖南省研究生科研创新项目(CX2011B160)
- 作品数：13 被引量：138H指数：9
- 相关作者：尹平保赵明华杨明辉杨超炜宁夏元更多>>
- 相关机构：湖南大学湖南省交通科学研究院长沙理工大学更多>>
- 发文基金：湖南省研究生科研创新项目国家自然科学基金交通部西部交通建设科技项目更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程更多>>
- 高陡斜坡段桩柱式桥墩基础设计计算方法研究被引量：21
- 2013年
- 与平地上的桥梁基桩相比,高陡斜坡段桩柱式桥墩基础的承载机理主要包括陡坡效应和嵌固深度效应。首先,根据极限平衡理论推导了高陡边坡剩余下滑力的计算公式;其次,通过对桩柱微元进行受力分析,得到了高陡斜坡段桩柱式桥墩基础内力与变形分析的挠曲变形微分方程及其幂级数解答;经过模型试验的对比分析,验证了该解答的合理性。在此基础上,通过对某工程实例的对比分析,探讨了桩径、嵌固深度以及边坡安全系数等对基桩设计与验算的影响,进而提出了高陡斜坡段桩柱式桥墩基础的设计计算方法,以期为桥梁基桩设计提供参考。
- 赵明华尹平保张永杰杨明辉
- 关键词：桥梁工程桩柱式桥墩安全系数受力分析
- 高陡横坡段桩柱式桥梁双桩基础模型试验被引量：12
- 2013年
- 为探讨高陡横坡段桩柱式桥梁双桩基础的破坏模式及承载机理,根据相似理论,进行了复杂荷载作用下45°,60°及75°三种边坡坡度的桥梁双桩基础室内模型试验。试验结果表明:柱顶组合荷载对坡体的影响,仅限于浅层2～4倍桩径范围内;复杂荷载作用导致的边坡整体失稳为系统主要破坏模式;高陡横坡段前后桩柱的内力分布规律与陡坡单桩及双排抗滑桩差异显著,桩、柱顶端均存在较大负弯矩,柱顶及桩顶边界条件均非完全自由;桩柱内力与位移均随柱桩高度比(h/l)呈非线性增长,且重力二阶效应(P-Δ效应)显著;柱顶负弯矩随边坡坡度增加而增大,但柱底正弯矩随之减小;桩身最大正弯矩及桩顶水平位移均随边坡坡比的增加而呈非线性增长。
- 赵明华尹平保杨明辉邓友生杨超炜
- 关键词：桥梁工程模型试验复杂荷载
- 复杂荷载下横坡段桥梁桩基承载特性试验研究被引量：27
- 2014年
- 以相似理论为基础,考虑边坡坡度及墩柱高度的影响,设计并完成了复杂荷载作用下横坡段桥梁双桩基础室内模型试验。研究发现:柱顶竖向及水平向组合荷载可导致2~5倍桩径范围坡面出现'八'字形裂缝;复杂荷载作用下横坡段桥梁双桩基础的破坏模式主要是坡体横向侧移导致墩柱偏斜、基桩变形过大等。试验结果对比分析表明:柱顶水平位移约为桩顶水平位移的2倍,前、后桩桩身弯矩分布规律与双排门式抗滑桩差异显著,桩身上段均存在较大负弯矩,双桩桩顶边界条件设成弹性嵌固更为合理。桩、柱顶水平位移及前桩桩身最大弯矩均随边坡坡度θ的增加呈非线性增长,而随墩柱高度h的增加近似呈非线性增长。通过实测桩身弯矩的回归分析得到了前、后桩桩身弯矩关于横坡坡度θ、柱桩长度比h/l及坡顶竖向荷载p2的拟合公式,且相关指数R2均大于0.9。
- 尹平保赵明华杨超炜杨明辉
- 关键词：桥梁工程模型试验复杂荷载
- 考虑桩土界面初始临界摩阻力影响的基桩沉降计算方法被引量：9
- 2013年
- 桩土界面荷载传递函数模型对基桩沉降计算有重要影响。首先,在现有土与结构接触面剪切试验研究成果的基础上,分析桩土界面在荷载作用下的变形特性,建立考虑桩土界面初始临界摩阻力影响的荷载传递双曲线模型。其次,用线性弹簧模拟各桩段,用塑性摩擦片和非线性弹簧的并联组合元件模拟桩侧土体的侧摩阻力,用非线性弹簧模拟桩端阻力,得到了能考虑桩土界面初始临界摩阻力影响、土体分层性和非线性特性的基桩沉降计算方法。最后,利用该方法对某工程实例中的2根试桩进行计算,并与未考虑桩土界面初始临界摩阻力影响的计算结果进行比较。结果表明:考虑桩土界面初始临界摩阻力影响的计算结果较未考该影响的计算结果,在加载的初始阶段,更接近实测数据。
- 赵明华刘苏尹平保刘猛
- 关键词：双曲线模型荷载传递法
- 考虑土体液化侧移影响的轴横向受荷桩内力与位移分析被引量：5
- 2014年
- 地震导致的土体液化侧移,使得轴横向受荷桩的受力与变形十分复杂。根据桩周土体的液化程度将基桩分为非液化段、液化段和嵌固段,建立考虑桩土相互作用的简化受力模型。结合土体液化侧移模式以及基桩受荷特点,推导各特征桩段的挠曲变形微分方程,并给出相应的幂级数解答。通过与试验测试结果进行对比,检验本文方法的合理性。在此基础上,探讨土体液化侧移量、荷载分布形式以及嵌固深度等对基桩的影响。分析发现:土体液化侧移量每增加30cm,基桩桩顶水平位移增加5.8mm,桩身最大弯矩增大95.6kN·m;与竖向荷载相比,横向荷载对基桩的影响更大,横向荷载每增大50%,桩顶水平位移及桩身最大弯矩分别增加65%和54%,但基桩的"P-Δ"效应也不容忽视;改善基桩的嵌固深度可以提高基桩的抗震性能,但到达一定深度后,其效果并不明显。
- 赵明华尹平保杨明辉邓岳保
- 关键词：桩基础
- 基于有限杆单元法的陡坡段桥梁基桩受力分析被引量：26
- 2014年
- 为了对山区高陡边坡桥梁桩基进行合理分析,提出了一种改进有限杆单元法。首先,对通用杆系有限单元法的单元刚度矩阵进行修正,以综合考虑"P-Δ"效应及桩土相互作用对桩身内力和位移的影响。在此基础上,根据陡坡段基桩不同特征段的受力变形特点,将基桩划分为自由段、受荷段和嵌固段,并对桩身荷载及边界条件进行处理,建立了适用于高陡边坡桥梁桩基内力位移分析的改进有限杆单元法,并以MATLAB为平台编制了相应的计算程序。最后,结合某工程实例,重点分析了剩余下滑力大小、桩顶荷载形式等因素对基桩内力及位移的影响。研究结果表明:理论计算值与室内模型试验的实测结果吻合较好,最大相对误差在10%以内,表明该方法正确、可行;高陡边坡条件下桥梁基桩桩顶荷载对桩身内力有显著影响,"P-Δ"效应明显,在实际工程中应对其予以考虑。
- 赵明华杨超炜杨明辉尹平保张锐
- 关键词：桩基础有限杆单元法
- 倾斜荷载下基桩C法的幂级数解被引量：9
- 2012年
- 在C法(地基系数沿深度呈抛物线形式增加)假设基础上,从弹性桩的基本微分方程出发,考虑P-Δ效应并计入桩侧摩阻力和桩身自质量,推导并得到了倾斜荷载作用下单层均质土中基桩内力及位移的幂级数解.利用该解答对某工程实例进行了分析计算,并与传统的m法计算结果进行比较.结果表明,基于C法的幂级数解计算所得基桩内力及位移规律与工程实际吻合,且基桩最大弯矩和地面水平位移较m法降低10%左右.
- 赵明华徐卓君马缤辉宁夏元
- 关键词：桩基础倾斜荷载P-Δ效应
- 高陡横坡段桥梁桩基设计计算方法及工程应用被引量：11
- 2012年
- 在西部山区修建公路或铁路,常需将桥梁桩基设置在高陡横坡上。与平地上的桥梁桩基相比,位于横坡上的桥梁桩基受力与变形更为复杂,而相应的设计计算方法亦落后于工程实践。在前人研究的基础上,进一步分析了高陡横坡段桥梁桩基的受力特性,建立了其受力与变形分析的简化计算模型,并借助有限差分法,对个特征桩段的挠曲变形微分方程进行求解,从而提出了高陡横坡段桥梁桩基设计计算方法。最后,以张-花高速中某桩基工程为例,分别利用规范法和本文计算方法进行计算,结果对比分析表明,本文计算方法与规范法吻合较好,而本文计算方法既能够考虑了桩顶复杂荷载的影响,又能够考虑边坡荷载的作用,由此设计的基桩更为合理安全。
- 宁夏元尹平保谢上飞
- 关键词：桥梁工程桩基工程应用
- 陡坡段桩柱式桥梁基桩受力分析及工程应用被引量：5
- 2012年
- 在西部山区陡坡段桩柱式桥梁基桩应用非常广泛,而相关的设计计算方法比较落后。与平地上的桥梁基桩相比,陡坡段桩柱式桥梁基桩的承载状况更为复杂。根据陡坡段桩柱式桥梁基础的受力特点,建立了相应的简化受力模型,并以此为基础,导得了各特征桩段的挠曲变形微分方程及其内力与变形分析的幂级数解答。实际工程计算表明,本文计算方法与规范法吻合较好,最大误差不足10%,且能够考虑了基桩的P—Δ效应,设计偏于安全。在考虑滑坡推力作用的情况下,基桩内力与变形成倍增长,桩端未平衡弯矩较大。为确保施工安全及工后桥梁正常使用,必须对桥位处边坡进行局部的防护加固,以改善坡体与基桩的相互作用。
- 王黛尹平保宁夏元
- 关键词：桩基础高陡边坡受力分析P-Δ效应
- 高陡斜坡上桥梁桩基受力特性及影响因素分析被引量：24
- 2012年
- 高陡斜坡上的桥梁桩基,除了承受上部结构荷载外,还将承受山体变形产生的剩余下滑力和桩周岩土体抗力。首先,将上部结构作用简化为桩顶竖向荷载、水平荷载以及偏心弯矩,基于Winkler弹性地基梁理论,建立考虑桩-土-坡相互作用的简化受力模型。进而导出高陡斜坡上桥梁桩基各特征桩段的平衡微分方程,并采用幂级数法对其进行求解,计算结果与文献值吻合较好,说明了幂级数解答的合理性。在此基础上,分析3个主要因素对桩基内力与变形的影响。结果表明:桩顶水平荷载对基桩的力学性能影响较大,高陡斜坡上桥梁桩基的陡坡效应不容忽视,选择合理的桩基直径以及采取可靠的边坡防护措施均能提高基桩抵抗弯矩和变形的能力,这些结论均可为实际工程设计提供参考。
- 赵明华尹平保杨明辉雷勇
- 关键词：桥梁桩基内力分析地基系数水平荷载
