一、铁路桥梁桩基当承台底面低于冲刷线时之合理计算(幂级数直接解)(上)（论文文献综述）
孙广臣[1]（2007）在《浅基础用桩加固的二次病害模型研究》文中研究表明既有铁路桥梁中，很多基础为扩大基础。由于施工时流量估计不足或建桥后水文条件发生变化，导致了各种“浅基病害”的发生。为了治理“浅基病害”，一种行之有效的方法是对既有的扩大基础采用桩基础置换法进行加固。对于浅基础用桩加固的计算，现场工程师通常采用传统的桩基础的设计理论和计算公式，即我国铁路桥涵设计规范推荐的“m法”。由于桥梁结构中大量使用的桩多为较长的弹性桩，《桥规》规定还可以对它们采用“简捷计算法”进行变位和内力计算。“简捷计算法”认为加固后复合承台刚度很大，只需考虑横向荷载引起的桩身内力，只进行刚性承台下桩基础的分析和计算。实际工程中，浅基础用桩加固后形成的复合承台桩基础结构，由于施工或水文等原因而在承台底部常存在软弱土层或空洞。它们的存在，导致了复合承台底部混凝土开裂，从而降低了加固后形成的复合承台的刚度。但现场工程师往往没有注意到这一隋况，他们仍采用“m法”中的“简捷计算法”进行浅基础用桩加固的设计计算，由于忽略了承台变形和竖向荷载对桩身内力的影响，极有可能导致由于设计时估计不足而造成的二次病害。因此，浅基础用桩加固的相关分析计算中，必须考虑实际工程中承台结构的变形及竖向荷载对浅基础用桩加固桩身内力和变形的影响，才能使其更加合乎实际情况。基于上述问题，本文主要做出了以下几项工作：（1）总结分析了现有的关于浅基础用桩加固的计算分析方法及相关的桩基础计算分析理论。（2）提出了考虑承台变形时的浅基础用桩加固简化计算的本文模型，推导出了浅基础用桩加固内力的相关计算公式，并编制了VB计算程序。（3）本文通过使用VB程序对相关工程实例进行了计算，分析了冲刷深度、承台厚度、承台横向宽度、基桩直径等参数对桩身弯矩的影响；对浅基础用桩加固后的结构采用大型有限元软件ANSYS进行了分析计算，与本文模型及“简捷计算法”的结果进行了比较分析，并分析了各方法的适用性。（4）通过非线性回归分析，拟合出了由竖向荷载产生的桩身弯矩修正系数关于各影响参数的经验公式并给出了计算时可供查取的相关图表，便于工程师实际应用。对于浅基础用桩加固的计算，在承台刚度足够大的情况下，工程师仍可采用“m法”中的“简捷计算法”进行计算；但在承台刚度较小的情况下，应采用本文模型进行计算或参照本文模型的计算结果对“简捷计算法”的相关计算结果进行必要的修正，使浅基础用桩加固的计算更加合乎实际情况。
方焘[2]（2012）在《阶梯型变截面桩变形及承载特性研究》文中认为近年随着桥梁工程的迅速发展，桥梁工程对桩基础提出了更高的要求，如何通过桩基础的技术和理论创新，发展与完善新的结构形式桩基，并满足工程上高质量、快进度和低造价的严格要求，是工程技术人员共同面临桩基础领域的新挑战。阶梯型变截面桩是基桩结构形式的一种，其设计计算理论滞后于工程实践，近年不断的工程实践证明该类型桩受力更合理、更经济，其发展应用具有良好的经济价值和技术优势，但对该类型桩基础的变形及承载特性和计算理论的研究尚不系统、不完善，因此开展阶梯型变截面桩变形及承载特性的试验和理论研究具有重要意义。本文采用试验研究、理论分析、数值模拟和程序研发相结合的研究方法，对阶梯型变截面桩的变形及承载特性进行了较为系统和深入的研究。论文的主要研究内容和成果如下：①通过大型模型试验，获得竖向静载荷作用下，四种变截面比的阶梯型变截面桩桩身变形、受力特性，桩顶P-S曲线、桩身侧摩阻力分布曲线和桩端及其变截面处桩土相互作用曲线，在此基础上获得阶梯型变截面桩单位体积承载力、承载力比率与变截面比关系。结果表明，不同变截面比阶梯型变截面桩竖向呈现不同变形和承载特性，随变截面比增加，单位体积混凝土承载的竖向承载力先增加后减小，不同承载力确定标准情况下阶梯型变截面桩极限承载力与等截面桩极限承载力的比率与变截面比的大小相关性十分明显，变截面比过小，竖向极限承载力损失明显，阶梯型变截面桩存在最优变截面比，其值为0.8左右。②通过大型模型试验，获得横向静载荷作用下，四种不同变截面位置的阶梯型变截面桩桩身拉压应变曲线、桩顶水平荷载位移曲线、桩顶水平荷载转角曲线，并在此基础上获得桩身弯矩分配图。结果表明，不同变截面位置阶梯型变截面桩桩身呈现不同变形特征，从总体受力看，变截面以上大直径段受力大，变截面以下小直径段受力小，阶梯型变截面桩受力比直桩合理。阶梯型变截面桩存在最优变截面位置，其值为占整个桩长的46.7%左右。③通过Flac3D软件建立了4个不同变截面比和5个不同变截面位置的阶梯型变截面桩数值分析模型，分析了竖向和横向荷载作用下的应力场、位移场分布特性，桩身变形曲线，桩顶荷载位移、转角曲线，补充完善并验证了模型试验的结论。结果表明，阶梯型变截面桩变截面比和变截面位置不同，位移场和应力场的分布形式存在一定的差异，但是当变截面比大于0.8时变截面比对位移场和应力场的分布影响较小；当变截面位置小于46.7%桩长时，横向荷载作用下的位移场和应力场受变截面位置的影响显著，但沿桩身范围的影响深度有限。④)建立了基于临界状态假设的竖向荷载作用下，阶梯型变截面桩的容许承载力和容许沉降的计算理论，并编制计算程序，通过算例验证了算法正确性和程序的可通用性。⑤分析总结了基于结构力学和弹性桩理论的横向荷载作用下的理论计算方法，通过理论计算得出了5种不同变截面位置的阶梯型变截面桩分别在不同桩顶荷载边界条件下，水平受荷情况下的桩身弯矩、剪力和变形曲线，并与模型试验、数值分析进行了对比分析，均具有较好的一致性，同时将方法程序化，为进一步开展阶梯型变截面桩承载和变形特性创造了有利条件。⑥基于应变能原理，建立了变截面群桩基础的等效刚度表达式、桩基等效宽度计算公式，并在此基础上建立了变截面群桩基础的设计计算方法。⑦借用Flac3D软件和理论分析方法，从施工和力学角度分析了变截面桩适应性条件和影响因素，施工因素和力学分析分别构成阶梯型变截面桩适用性充分、必要条件。桩土接触面剪切刚度大于临界值时，随刚度增加其对桩顶沉降的影响越来越小，桩土剪切模量比大于5倍时，剪切模量比增加对桩顶沉降影响较小；横向受力和变形特性受桩径、桩周土的地基系数影响显著。
狄陆嘉[3]（1978）在《铁路桥梁桩基当承台底面低于冲刷线时之合理计算(幂级数直接解)(上)》文中研究表明一、一个尚未被直接解出的微分方程式目前,相对说来认为比较符合实际的铁路桥梁桩基计算方法,简称为m法,载于《铁路工程技术规范》[1]*第二篇附录十五。计算公式是由基桩侧面土应力假定在地面处为零,以下与深度成正比,比例系数为m的三角形推导而得[2]*。这对底面高于冲刷线的高桩承台,情况与推导的前题基本相符（见图a）;但当承台座板底面位于冲刷线以下时,根据图1假定,则桩顶处地基系数应为Cn=mhn,（其中hn为冲刷线至承台底面之深度）,基桩侧面土应力应为梯形分布（如图1,b）,情况就与推导的前题有所不同。
狄陆嘉[4]（1978）在《铁路桥梁桩基当承台底面低于冲刷线时之合理计算(幂级数直接解)(下)》文中认为
二、铁路桥梁桩基当承台底面低于冲刷线时之合理计算(幂级数直接解)(上)（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、铁路桥梁桩基当承台底面低于冲刷线时之合理计算(幂级数直接解)(上)（论文提纲范文）
（1）浅基础用桩加固的二次病害模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 本文研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 国内由于桥梁墩台基础冲刷而造成的工程事故案例 |
| 1.1.3 研究意义 |
| 1.2 问题的提出 |
| 1.3 桩基理论国内外研究现状 |
| 1.3.1 竖向荷载作用下直桩的研究现状 |
| 1.3.2 水平荷载作用下直桩的研究现状 |
| 1.3.3 群桩的研究现状 |
| 1.3.4 《铁路桥涵地基和基础设计规范》(TB1002.5-2005)中的计算分析方法 |
| 1.4 本文研究方法与主要工作 |
| 1.4.1 本文研究方法 |
| 1.4.2 主要工作 |
| 第二章 浅基础用桩加固的结构特点及计算方法分析 |
| 2.1 浅基础用桩加固的结构特点 |
| 2.2 浅基础用桩加固采用传统桩基础理论的计算方法 |
| 2.2.1 使用m法进行浅基础用桩加固的计算 |
| 2.2.2 简捷计算法 |
| 2.2.3 采用传统桩基础理论进行浅基础用桩加固计算的优点与缺点 |
| 2.3 浅基础用桩加固的数值计算方法 |
| 2.3.1 浅基础用桩加固计算的有限元分析 |
| 2.3.2 采用有限元法进行浅基础用桩加固计算的特点 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 本文模型的提出及分析计算 |
| 3.1 本文模型的提出及其计算假定 |
| 3.2 承台破坏机理研究 |
| 3.3 变厚度承台换算等量惯性矩的计算 |
| 3.4 本文模型的分析与计算 |
| 3.4.1 计算原理与顺序 |
| 3.4.2 N_z单独作用时本文模型的计算 |
| 3.4.3 H_z单独作用时本文模型的计算 |
| 3.4.4 M_z单独作用时本文模型的计算 |
| 3.4.5 N_z、H_z和M_z共同作用时本文模型的计算 |
| 3.5 计算程序的编制 |
| 3.6 算例验证 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 浅基础用桩加固相关工程实例的计算及分析 |
| 4.1 工程实例简介 |
| 4.2 冲刷深度的影响 |
| 4.3 简捷计算法和本文模型的计算结果及对比分析 |
| 4.3.1 桩身截面弯矩的计算结果及对比 |
| 4.3.2 桩身截面横向位移的计算结果及对比 |
| 4.3.3 桩身截面转角的计算结果及对比 |
| 4.3.4 桩身截面剪力的计算结果及对比 |
| 4.3.5 桩侧土压应力的计算结果及对比 |
| 4.3.6 对计算结果的分析讨论 |
| 4.4 本文模型的适用范围 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 浅基础用桩加固桩身弯矩影响因素分析及修正系数研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 冲刷深度的影响分析 |
| 5.3 承台厚度的影响分析 |
| 5.4 承台横向宽度的影响分析 |
| 5.5 基桩直径的影响分析 |
| 5.6 浅基础用桩加固后结构的有限元计算及结果分析 |
| 5.6.1 模型的建立 |
| 5.6.2 有限元计算结果与分析 |
| 5.6.3 有限元模型与简捷计算法和本文模型结果的对比分析 |
| 5.7 桩身弯矩修正系数与各影响因素关系的经验公式的拟合 |
| 5.8 算例 |
| 5.9 本章小结 |
| 第六章 结论和展望 |
| 6.1 本文所做工作及得出的结论 |
| 6.2 今后工作及努力方向 |
| 参考文献 |
| 附录一 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间论文发表及参与科研情况 |
（2）阶梯型变截面桩变形及承载特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状与评述 |
| 1.2.1 单桩极限承载力分析方法 |
| 1.2.2 单桩变形性状分析方法 |
| 1.2.3 变截面桩研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 本文主要研究内容 |
| 1.3.2 研究方法及技术路线 |
| 2 阶梯型变截面桩变形及承载特性模型试验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 模型试验设计 |
| 2.2.1 模型桩材料比选 |
| 2.2.2 模型箱及加载装置 |
| 2.2.3 数据采集设备 |
| 2.2.4 模型加载方案 |
| 2.2.5 模型介质材料的选取与填筑参数 |
| 2.3 桩的埋置方法对试验结果的影响分析 |
| 2.4 阶梯型变截面桩竖向力学行为模型试验研究 |
| 2.4.1 竖向试验加载过程设计 |
| 2.4.2 竖向变形及承载特性试验结果分析 |
| 2.5 阶梯型变截面桩横向变形与承载特性模型试验研究 |
| 2.5.1 横向试验加载过程设计 |
| 2.5.2 横向变形及承载特性试验结果分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 阶梯型变截面桩力学特性数值模拟研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 数值模拟三维网格模型和相关参数的确定 |
| 3.2.1 三维网格模型 |
| 3.2.2 计算参数的选取 |
| 3.3 竖向荷载作用下阶梯型变截面桩受力性能分析 |
| 3.3.1 位移场特征分析 |
| 3.3.2 应力场特征分析 |
| 3.4 横向荷载作用下阶梯型变截面桩受力性能分析 |
| 3.4.1 位移场特征分析 |
| 3.4.2 应力场特征分析 |
| 3.4.3 桩身水平位移曲线 |
| 3.4.4 桩顶荷载位移曲线 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 阶梯型变截面桩承载力与变形性状计算模型研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 阶梯型变截面桩竖向承载性状分析方法 |
| 4.2.1 基于变形协调原则竖向承载特性分析方法 |
| 4.2.2 基于弹性变形原则竖向变形特性分析方法 |
| 4.3 阶梯型变截面桩横向承载性状分析方法 |
| 4.4 变截面群桩基础基桩内力与位移计算 |
| 4.4.1 计算假设 |
| 4.4.2 计算步骤 |
| 4.4.3 桩侧土体比例系数 m 值 |
| 4.4.4 基桩的计算宽度 |
| 4.4.5 基桩的变形系数 |
| 4.4.6 多排桩内力分布计算 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 阶梯型变截面桩变形和承载特性分析程序研发 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 阶梯型变截面桩承载力与变形性状分析程序设计 |
| 5.2.1 设计原则 |
| 5.2.2 软件开发平台 |
| 5.2.3 界面设计 |
| 5.2.4 功能设计和菜单分析及其实现 |
| 5.2.5 主要功能模块分析 |
| 5.3 竖向承载与变形特性工程实例分析与验证 |
| 5.4 阶梯型变截面桩横向力学行为程序计算分析与验证 |
| 5.4.1 支立于非岩石地基情况 |
| 5.4.2 嵌岩桩 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 阶梯形变截面桩适用性影响因素分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 阶梯型变截面桩力学特性影响因素分析 |
| 6.2.1 竖向变形及承载特性影响因素分析 |
| 6.2.2 横向变形及承载特性影响因素分析 |
| 6.3 阶梯型变截面桩施工特性影响因素分析 |
| 6.3.1 钢护筒 |
| 6.3.2 钻孔设备及成孔技术 |
| 6.3.3 护壁泥浆的选择 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 后续研究工作的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A. 作者在攻读博士学位期间发表的论文目录 |
| B. 作者在攻读博士学位期间参加的科研项目 |
| C. 作者在攻读博士学位期间参加的科研项目得奖情况 |
| D. 变截面单桩静载荷作用下变形和承载特性分析计算源程序 |
四、铁路桥梁桩基当承台底面低于冲刷线时之合理计算(幂级数直接解)(上)（论文参考文献）
- [1]浅基础用桩加固的二次病害模型研究[D]. 孙广臣. 中南大学, 2007(05)
- [2]阶梯型变截面桩变形及承载特性研究[D]. 方焘. 重庆大学, 2012(02)
- [3]铁路桥梁桩基当承台底面低于冲刷线时之合理计算(幂级数直接解)(上)[J]. 狄陆嘉. 铁路标准设计通讯, 1978(11)
- [4]铁路桥梁桩基当承台底面低于冲刷线时之合理计算(幂级数直接解)(下)[J]. 狄陆嘉. 铁路标准设计通讯, 1978(12)