深水波和水流共同作用下跨海桥梁群桩-承台基础施工期波流力特性研究

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作者 康啊真 王春节 +2 位作者 张东明 葛文喆 祝兵 《桥梁建设》 北大核心 2025年第4期41-50,共10页

为研究跨海桥梁群桩-承台基础施工期波流力特性,采用CFD软件Flow 3D建立并验证三维波浪-流与群桩-承台基础相互作用的数值模型。以在建甬舟铁路西堠门公铁两用大桥5号主墩群桩-承台基础为背景,分析单纯深水波、深水波和水流共同作用下... 为研究跨海桥梁群桩-承台基础施工期波流力特性,采用CFD软件Flow 3D建立并验证三维波浪-流与群桩-承台基础相互作用的数值模型。以在建甬舟铁路西堠门公铁两用大桥5号主墩群桩-承台基础为背景,分析单纯深水波、深水波和水流共同作用下水质点水平速度及动压强竖向分布规律以及群桩-承台基础的施工期横桥向波浪力、波流力与结构周围流场特性。结果表明:深水波水质点水平速度及动压强均随水深的增加呈指数衰减规律,波浪能量主要集中在承台高度范围内,深水波和水流共同作用下水质点水平速度主要受水流流速控制;单纯深水波作用于群桩-承台基础时,其施工期波浪力由承台部分主导,工程上可按单独承台、单独群桩波浪力简单线性叠加来考虑群桩-承台基础施工期波浪力设计值;深水波和水流共同作用时,群桩-承台基础施工期波流力中承台和群桩受力量级较为相当,工程上若按单独承台波浪力、单独群桩波浪力简单线性叠加来考虑群桩-承台基础施工期波流力设计值则偏不安全;单纯深水波与深水波和水流共同作用下群桩-承台基础周围流场有显著不同;跨海桥梁群桩-承台基础波流力设计值应考虑施工期的常遇波流及全寿命周期可能遭遇的极端波流条件。 展开更多

关键词 跨海桥梁 群桩-承台基础 深水波 波流力 流场特性 数值模拟

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用变分法解群桩-承台(筏)系统 被引量：2

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作者 陈明中 龚晓南 +1 位作者 应建新 温晓贵 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第6期67-73,共7页

分别将群桩、承台 (筏 )选用各自合适的位移模式 ,并将能量变分方法应用于群桩 承台 (筏 )系统 ,用最小势能原理求解各参数。应用本文方法 ,可以很方便地得到群桩 承台 (筏 )系统中各桩所受荷载及沉降 ,承台各任意位置的弯矩、扭矩、... 分别将群桩、承台 (筏 )选用各自合适的位移模式 ,并将能量变分方法应用于群桩 承台 (筏 )系统 ,用最小势能原理求解各参数。应用本文方法 ,可以很方便地得到群桩 承台 (筏 )系统中各桩所受荷载及沉降 ,承台各任意位置的弯矩、扭矩、正应力和剪应力。本文方法极大地减少了计算量 。 展开更多

关键词 群桩-承台(筏)系统 变分解 最小势能原理 位移模式

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应力波在承台-桩系统中传播数值分析 被引量：38

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作者 柴华友 刘明贵 +1 位作者 白世伟 李祺 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期624-628,共5页

通过应力波在承台-桩系统中传播有限元计算,分析了承台-桩几何尺寸、承台-桩材料特性对应力波传播图案及能量的影响,同时还讨论了激振频率、激振区域、接收点位置以及邻桩桩体反射波对测点信号影响。计算表明承台的几何尺寸对应力波在承... 通过应力波在承台-桩系统中传播有限元计算,分析了承台-桩几何尺寸、承台-桩材料特性对应力波传播图案及能量的影响,同时还讨论了激振频率、激振区域、接收点位置以及邻桩桩体反射波对测点信号影响。计算表明承台的几何尺寸对应力波在承台-桩传播影响很大。边界的反射波不再是单一的波,而是很复杂的波列,它不仅会影响承台表面测点的响应,而且还会在承台-桩交界面形成新的入射、反射,使得测点的桩身反射波形识别很困难。 展开更多

关键词 承台-桩系统 应力波 球面波 数值分析 桩基 无损检测

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往复荷载下层状地基柔性筏板-群桩共同作用分析 被引量：3

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作者 黄茂松 李波 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期2388-2394,共7页

提出一种层状地基中柔性筏板-群桩共同作用分析方法,探讨筏板刚度对桩筏基础沉降的影响,并成功预测了往复荷载下桩筏基础的长期沉降。筏板刚度采用Mindlin板理论的有限单元法分析;桩-土体系的刚度矩阵中,桩顶面-桩顶面、桩顶面-土表面... 提出一种层状地基中柔性筏板-群桩共同作用分析方法,探讨筏板刚度对桩筏基础沉降的影响,并成功预测了往复荷载下桩筏基础的长期沉降。筏板刚度采用Mindlin板理论的有限单元法分析;桩-土体系的刚度矩阵中,桩顶面-桩顶面、桩顶面-土表面以及土表面-土表面的相互作用分析采用层状剪切位移法借助层状地基的Burmister位移解求得。基于层状地基中柔性筏板-群桩的沉降计算方法以及往复荷载下土体压缩模量的衰减特性得到了桩筏基础的长期沉降预测方法。与已有文献方法和离心模型试验结果的对比分析表明,柔性筏板-群桩共同作用方法得到的沉降值具有较高的精度。 展开更多

关键词 层状地基 柔性筏板-群桩 共同作用 往复荷载

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砂土中斜桩-承台基础的水平承载特性研究 被引量：1

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作者 张磊 沈健豪 +1 位作者 陈成 罗丹阳 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期120-130,共11页

通过开展室内模型试验,研究了砂土中斜桩-承台系统的水平承载特性,重点分析了桩身倾角及桩身抗弯刚度两个因素对桩顶水平位移、桩身弯矩分布的影响。利用有限元方法开展了与模型试验相对应的三维有限元分析,两者所得结果的对比表明所采... 通过开展室内模型试验,研究了砂土中斜桩-承台系统的水平承载特性,重点分析了桩身倾角及桩身抗弯刚度两个因素对桩顶水平位移、桩身弯矩分布的影响。利用有限元方法开展了与模型试验相对应的三维有限元分析,两者所得结果的对比表明所采用的有限元分析方法能较好地反映斜桩在水平荷载下的受力和变形特性。为了更好地与工程实际相对应,基于上述数值分析方法开展了原型尺寸的数值参数分析,考虑了桩体的弹塑性力学特性,探究土体弹性模量、桩身刚度以及桩身长度对斜桩-承台系统水平承载能力的影响。计算结果表明,相较于改变桩身的抗弯刚度,土体弹性模量的变化对斜桩-承台系统水平承载能力的影响更为显著;当桩长小于25 m(25倍桩径)时,桩长的增加能较明显降低桩顶水平位移响应,当桩长超过该值时,斜桩水平承载能力的提升效率下降。此外,基于试验数据开展了多元回归分析,获得了斜桩-承台系统桩顶水平位移的半经验预测公式,该公式的预测值与试验实测值及数值参数分析计算值的吻合度均较高,具有良好的适用性,有望能为砂土中斜桩工程的设计和分析提供一定的参考依据。 展开更多

关键词 斜桩-承台系统 水平承载能力 有限元分析 模型试验

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土-桩-结构系统运动方程的求解方法 被引量：2

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作者 蒯行成 沈蒲生 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 1999年第4期80-84,95,共6页

　土结构动力相互作用分析的子结构法中，土结构系统运动方程的刚度矩阵和阻尼矩阵与频率相关⒚工程中通常采用系统的基本频率来计算地基的动力阻抗以简化运动方程的求解⒚对于土桩结构系统，本文提出一种时域中的精确解法来考... 　土结构动力相互作用分析的子结构法中，土结构系统运动方程的刚度矩阵和阻尼矩阵与频率相关⒚工程中通常采用系统的基本频率来计算地基的动力阻抗以简化运动方程的求解⒚对于土桩结构系统，本文提出一种时域中的精确解法来考察这种近似解法的有效性⒚研究表明。 展开更多

关键词 动力相互作用 群桩 土-桩-结构系统 运动方程

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悬浮能量桩-筏基础的热-力学特性数值模拟 被引量：1

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作者 杨涛 陈洋 孔纲强 《深圳大学学报（理工版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期67-74,共8页

针对温度荷载与力学荷载共同作用下砂土地基中的悬浮能量桩-筏基础,建立热-力学响应分析的三维非线性有限元数值模型,研究能量群桩效应、桩间土的温度变化以及能量桩数量和布设方式对桩身附加轴向应力和桩头差异沉降的影响.结果表明,升... 针对温度荷载与力学荷载共同作用下砂土地基中的悬浮能量桩-筏基础,建立热-力学响应分析的三维非线性有限元数值模型,研究能量群桩效应、桩间土的温度变化以及能量桩数量和布设方式对桩身附加轴向应力和桩头差异沉降的影响.结果表明,升温荷载作用下,能量群桩内部任意一个桩的桩身附加轴向压应力比单桩作为能量桩时要小得多;在部分能量桩-筏基础中,能量桩的附加压应力沿桩长呈抛物线分布,数值随能量桩数量的增加而减小;非能量桩的附加轴向应力沿桩长呈S形分布,非能量角桩和边桩的上部出现附加拉应力,数值随能量桩数量的增加而增大;能量桩的布设方式对能量桩附加轴向应力有较大影响,但对非能量桩附加轴向应力的影响较小;能量桩非对称布设时桩头间的差异沉降较大,桩周围土的温度取决于其周围能量桩的数量. 展开更多

关键词 岩土工程 能量桩 桩-筏基础 群桩效应 热-力学特性 数值模拟

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基于灰色理论的桩-筏复合地基沉降预测 被引量：3

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作者 赵春雨 王连俊 张光宗 《铁道标准设计》 北大核心 2012年第10期1-3,共3页

路基的沉降过程非常复杂,常规的一维固结理论不可能考虑到影响和制约路基沉降的所有因素,因此计算得到的路基沉降值往往与实测值有很大差距,而高速铁路对路基沉降的控制要求极其严格。基于京沪高铁济南西客站桩-筏复合地基的实测沉降值... 路基的沉降过程非常复杂,常规的一维固结理论不可能考虑到影响和制约路基沉降的所有因素,因此计算得到的路基沉降值往往与实测值有很大差距,而高速铁路对路基沉降的控制要求极其严格。基于京沪高铁济南西客站桩-筏复合地基的实测沉降值,运用灰色系统理论分析桩-筏复合地基的沉降变化过程,寻求一种适合大面积堆载情况下桩-筏复合地基沉降的分析方法,为我国高速铁路车站站场基础的建设提供科学的依据。 展开更多

关键词 高速铁路 灰色系统理论 桩-筏复合地基 路基沉降 预测

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软弱土中单桩-承台基础竖向与水平承载特性分析 被引量：2

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作者 张磊 罗丹阳 +1 位作者 陈成 赵寰宇 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 2022年第1期74-80,共7页

桩基-承台基础以其承载力高、沉降小,同时能够充分利用地下空间等优点,在各类建筑中得到了广泛的应用.为了探究土体弹性模量大小及其随埋深的变化关系、承台尺寸对软弱土中单桩承台基础竖向和水平承载特性的影响,以软弱土中单桩-承台系... 桩基-承台基础以其承载力高、沉降小,同时能够充分利用地下空间等优点,在各类建筑中得到了广泛的应用.为了探究土体弹性模量大小及其随埋深的变化关系、承台尺寸对软弱土中单桩承台基础竖向和水平承载特性的影响,以软弱土中单桩-承台系统为研究对象,利用有限元软件ABAQUS开展了一系列三维有限元分析.研究表明:弹性模量较小的土体由于其压缩性大及对桩基的约束能力较弱,单桩-桩基系统的水平和竖向承载能力均明显较小;同等土体平均弹性模量下,土体弹性模量沿埋深的分布均匀性越差,单桩-桩基系统的水平和竖向承载能力越弱;相对于水平承载能力,提升承台尺寸对提高单桩-承台系统的竖向承载能力更为明显. 展开更多

关键词 软弱土 桩基-承台系统 承载能力 有限元分析

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考虑土-结构相互作用的车桥系统耦合振动分析 被引量：6

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作者 李忠献 黄健 张国忱 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期1035-1041,共7页

列车提速加剧了车桥系统的耦合振动,为此结合天津轻轨工程分析了考虑土-结构相互作用(SSI)效应的车桥系统的耦合振动．分别建立了考虑SSI效应和不考虑SSI效应(即墩底固接)的车桥系统耦合振动的分析模型．在车桥系统模型中,建立了27个自... 列车提速加剧了车桥系统的耦合振动,为此结合天津轻轨工程分析了考虑土-结构相互作用(SSI)效应的车桥系统的耦合振动．分别建立了考虑SSI效应和不考虑SSI效应(即墩底固接)的车桥系统耦合振动的分析模型．在车桥系统模型中,建立了27个自由度的车辆模型;在桥梁模型中采用空间梁单元进行模拟;在考虑SSI效应中, 以弹簧和阻尼器模拟土介质的动力性质,将群桩基础等效简化为弹性地基梁．对天津轻轨工程一座四跨预应力混凝土连续刚构桥的数值仿真分析结果表明,考虑SSI效应,对桥梁结构的横向和扭转角位移响应影响显著,而对桥梁结构的竖向和纵向位移响应影响不大,其中横向位移最大增幅达90％,扭转角最大增幅接近38％．可见,处于地基软弱地区的铁路桥梁,SSI效应会对车桥系统的耦合振动产生不容忽视的影响． 展开更多

关键词 铁路桥梁 车桥系统 耦合振动 土-结构相互作用 群桩 弹性地基梁

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桩—承台基础—土共同作用的非线性有限元分析

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作者 宋建军 冯宝善 王延延 《西北建筑工程学院学报（自然科学版）》 CAS 1999年第3期32-35,共4页

利用有限元方法，对桩—承台—土共同作用进行了探讨．采用邓肯张非线性弹性模型，并在桩与土的接触面上设置了ＤａｎｃａｎＣｌｏｕｇｈ

关键词 桩-承台-土 共同作用 有限元法 群桩

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