桶形基础弯矩承载力研究
吸力式桶形基础水平极限承载力研究
关
键
词： 桶形基础 ；水平极 限承载力 ；有 限元分析 ；极 限平衡分析 ；剪切 强度
文献标志码 ： Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ — １ ３ ７ ９ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ３ ． ０ ３ １
中 图分 类 号 ：Ｔ Ｖ ３ ６
Ｖｏ １ ． ３ ６． Ｎｏ ． ３ Ｍａ ｒ ．， ２ ０１ ４
ＹＥ Ｌ Ｌ ０Ｗ ＲＩ ＶＥ Ｒ
【 水 利 水 电工 程 】
吸 力式桶形基础水平极限承载 力研究
李振庆 ， 唐 小微 ， 邵 琪 一 ， 马 玲 ，
（ １ ． 大连理工大学 海岸和近海工程 国家重 点实验 室， 辽宁 大连 １ １ ６ ０ ２ ４ ； ２ ． 大连理工 大学 土 木工程学院 ， 辽 宁 大连 １ １ ６ ０ ２ ４ ）
侧与土体发 生分 离； 桶形基础的水平极 限承载力 随着黏土 不排 水剪切 强度 的增 大而增大 ； 在有 限元 分析 的基 础上 ， 通过
极 限平衡分析 法得 出计 算该桶 形基 础水平极 限承载力的理论 求解公 式 ， 并通过与有 限元计算 结果进行 对 比验证 了该公
式 的适 用性 。
摘
要： 与传统重力式基础、 桩基础相 比 ， 桶形基础具有结构形 式 简单 、 造价低 、 便 于运输 、 可重复使 用等优 点 ， 而且其在
不 良软黏 土地基 中有 不可替代 的优 势。基 于有限元法和极 限平衡 法分析 了一 种新型桶形基础 的水 平极 限承载 力，桶 形基 础 以转 动破 坏为 主， 当处于极 限平衡 状 态时 ， 桶体后
笔者在桶土交汇处设置接触面由于桶体材料的强度远高于土21极限平衡法体强度因此较硬的桶面设为主动面较软的土面设为被动面极限平衡法最早是针对滑坡问题提出的一种通过求解安其中法向接触面采用硬接触切向接触采用罚函数摩擦系全系数确定边坡稳定性的二维分析方法
软土地基上桶(筒)型基础竖向承载力
载力 与 分 别 用 不 同经 典 地 基 承 载力 经 验 公 式 、 圆形 基 础 理 论 公 式 以 及 规 范 公 式 等 计 算 得 出 的筒 型 基 础 竖 向极 限 承 载力 进 行 比较 ， 得 出 在 不 同条 件 下 各 个 公 式 的适 用性 ， 为设计和施工计算提供参考． 关 键 词 ｉ桶 （ 筒） 型基础 ； 有限元模 型； 地基破坏模式 ； 竖 向 承 载 力
ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｏ ｆ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎｔ ｋｉ ｎ ｄｓ ｏ ｆ ｆ ｏ ｒ ｍ ｕｌ ａ， ｓ ｕ ｃ ｈ ａ ｓ ｔ ｈｅ ｃ ｌ ａ ｓ ｓ ｉ ｃ ａ ｌ ｅ ｍｐ ｉ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｆ ｏｒ ｍｕ ｌ ａ ｏｆ ｂｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ｃ ａ — ｐａ ｃ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｆ ｏ ｕｎｄ ａ ｔ ｉ ｏｎ， ｔ ｈｅ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｆ ｏｒ ｍｕ ｌ ａ ａ ｓ ｗｅ ｌ ｌ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｎ ｏｒ ｍｓ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｒ ｏ ｕｎｄ － ｂａ ｓ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ — ｍ ｕｌ ａ， ｔ ｈ ｅ ａ ｐｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｂｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｖａ ｒ ｉ ｏｕ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍｕｌ ａ ｓ ｕｎ ｄｅ ｒ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｃ ｏ ｎｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎｓ ｉ ｓ ｏ ｂｔ ａ ｉ ｎｅ ｄ． Ｉ ｔ ｐｒ ｏ ｖｉ ｄｓ ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈｅ ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎｄ ｃ ｏｎｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ．
吸力式桶型基础水平静力加载试验承载特性与稳定性分析
吸力式桶型基础水平静力加载试验承载特性与稳定性分析许建朋;陈旭光;姜育科【摘要】Due to the economy,reusability,easy installation,wide applicability and other characteristics,the suction bucket foundations are widely used as offshore wind power bases.In this study,the horizontal loading test of the suction bucket foundation in saturated sandy soil is carried out.We obtained the effects of different aspect ratio on the horizontal bearing capacity of the suction bucket foundation by dimensionless analysis.It is found that with the increase of the aspect ratio of the bucket,the horizontal bearing capacity and the limit dis-placement of the bucket are increased.In addition,we analyze soil pressure on the front and rear side of the bucket with depth and horizontal load.We also found that the bucket rotation point position is located be-tween 0.6 and 0.9 times the bucket height by using the displacement analysis method and the soil pressure a-nalysis method;and as the aspect ratio increases,the rotation point position moves upwards.%吸力式桶形基础由于其经济、可重复利用、安装方便、适用性强等特点被广泛利用于海上风电基础.本文通过饱和细砂土中吸力式桶型基础水平加载试验,运用无量纲化的分析方法对试验结果进行分析,探究了不同长径比对吸力式桶形基础的水平承载特性的影响,发现随着基础长径比的增大,其水平承载力与桶顶极限位移量均增大;分析了基础桶壁受力前后侧土压力随深度以及水平荷载的分布规律;利用位移分析法和土压力分析法计算转动点位置,对比发现两种计算方法得到的基础转动点位置均位于0.6~0.9倍的桶高之间;揭示了加载过程中基础转动点位置随长径比增大向上移动的变化规律.【期刊名称】《三峡大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(040)003【总页数】5页(P61-65)【关键词】吸力;桶型基础;无量纲化;长径比;位移;土压力;转动点【作者】许建朋;陈旭光;姜育科【作者单位】河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,南京 210098;河海大学江苏省岩土工程技术工程研究中心,南京 210098;河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,南京 210098;河海大学江苏省岩土工程技术工程研究中心,南京 210098;河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,南京 210098;河海大学江苏省岩土工程技术工程研究中心,南京 210098【正文语种】中文【中图分类】TU441由于全球能源危机、环境污染以及温室效应的加剧，海上风能作为一种重要可再生、清洁能源逐渐受到人们的关注，海上风电得到大力发展．而在复杂海洋环境下，海上风电基础的承载特性与稳定性直接影响到海上风电整体的结构安全．吸力式桶型基础[1]为上端封闭下端开口的筒体，可利用负压原理下贯至海底土层．近年来，由于其成本较低、安装方便、可回收利用的特点被广泛应用于海上风电基础．目前，国内外学者对于吸力式桶型基础已经有一定程度的研究．Byrne[2]基于牛津大学研制的加载系统，研究了吸力式基础在砂土中的承载力特性，采用水平和竖向的静载和循环荷载等组合荷载，得到吸力式基础的破坏包络面．Chen[3]比较了吸力式沉箱在正常固结和超固结土中的一系列离心机模型试验的结果，分析了其在静载和循环荷载作用下的抗拔承载力．Randolph[4]论述了水平和竖向荷载条件下粘土中吸力基础的分析技术和设计参数．讨论了水平和竖向荷载之间的相互作用，并且考虑诸如土壤的强度各向异性和施加的载荷对吸力式沉箱的水平承载力的影响．朱斌等[5]对吸力式沉箱在饱和淤泥中的吸力安装和横向承载力进行大型模型试验．试验结果表明：渗流效应影响基础在淤泥中的下沉，沉贯所需的吸力可以根据桶壁摩擦力和锥阻力很好地预测．李大勇等[6-8]对饱和细砂土中裙式吸力基础的承载力特性开展模型试验研究，试验选取不同裙高的吸力基础进行水平静力加载试验，分析了水平位移和土压力的变化．王建华[9]通过模型试验研究了桶形基础在竖向静载以及水平循环荷载共同作用下的承载特性，并与有限元计算结果相对比，发现竖向静载决定了吸力锚失稳时循环荷载的大小与次数．由此可见，国内外学者对吸力式桶型基础已经有了初步的研究，本文对吸力式桶型基础进行水平静载模型试验，并且对试验结果进行无量纲化处理，研究其承载特性以及稳定性的变化规律．1 吸力式桶型基础模型试验1.1 吸力式桶型基础模型吸力式桶形基础模型由主桶模型和加载杆固定端组成，加载杆固定端设置在主桶模型顶盖中央，如图1所示．模型的材料是圆钢，并打磨光滑，下部敞开，上部顶盖一侧设有排水孔．本文模型试验采用3个不同长径比的吸力式桶形基础模型，尺寸见表1．表1 桶形基础模型尺寸长径比[H/D]直径D/mm桶高H/mm桶顶盖厚T1/mm桶壁厚T2/mm0．52001001050．751501200图1 吸力式桶形基础模型1.2 试验地基试验所选地基为取自海滩的细砂土，颗粒级配如图2所示，其物理力学参数见表2．为保证试验过程中砂土地基的均质性，采用分层装填，同时采用渗流加静置固结，可以加速砂土固结．每次装填砂土10 cm，注水并使水位高于砂土，打开排水阀进行排水，利用渗流作用加速砂土固结．重复上述过程，最终完成40 cm高砂土地基的分层填筑．图2 砂土颗粒级配曲线表2 试验用砂物理参数类型比重孔隙比渗透系数/(cm·s-1)细砂2．520．5740．0021.3 水平静力加载试验方案图3为水平静力加载模型试验方案示意图．图3 水平静力加载模型试验方案示意图吸力式桶形基础模型及微型土压力计埋入砂土中；2只LVDT位移传感器沿水平方向布置在加载杆受力方向后侧，分别标记LVDT1和LVDT2，LVDT1距离基础模型顶盖高90 cm，LVDT2距离基础模型顶盖高80 cm；静力加载高度是50 cm．水平静力加载模型试验，用砝码逐级加载，每级荷载为2 N，每级荷载作用下LVDT读数没有变化或者变化小于0.01 mm时，继续施加下一级荷载，直至基础模型失稳破坏．重复试验过程，直到完成3个不同长径比的吸力式桶形基础模型试验．2 水平静力加载模型试验位移试验结果分析将试验结果均做无量纲化处理[10]：水平荷载的无量纲表达式为F/2πR3γ、其中F 为水平静力，R为吸力式桶形基础模型半径，γ为试验砂土有效重度(由第二章土体参数算得9.46 kN/m3)；基础水平位移的无量纲化表达式为s/D，s为LVDT所测基础水平位移量，D为吸力式桶形基础模型的直径；基础桶顶位移的无量纲化表达式为S/D，S为基础桶顶水平位移量，D为吸力式桶形基础模型的直径；基础转动点位置的无量纲化表达式为h/H，h为转动点到桶形基础顶面之间的距离，H为吸力式桶形基础的长度(高度)．2.1 水平静载作用下吸力式桶形基础的荷载位移关系如图4所示为无量纲化下基础长径比分别为0.5、0.75和1时，吸力式桶形基础LVDT2处水平位移和水平荷载的关系曲线．图4 不同长径比的吸力式桶形基础水平荷载-位移曲线图由图4可知：对于不同长径比的吸力式桶形基础水平荷载-水平位移关系曲线的趋势基本相同，都可以分为3个阶段(弹性变形阶段、塑性变形阶段和失稳破坏阶段)，分析过程基本一致，将基础能承受的最大荷载定义为水平极限承载力．由图可知：长径比为0.5、0.75和1的吸力式桶形基础水平极限承载力分别为0.6、0.79和1.64．2.2 水平静载作用下吸力式桶形基础筒顶位移与荷载关系水平荷载作用下，假定吸力式桶形基础倾覆失稳时的运动形式是绕着基础中心轴上的某一点发生转动[11]，水平静力加载试验中，2支LVDT位移传感器沿水平方向布置在加载杆受力方向后侧，可计算基础桶顶水平位移随荷载的变化关系．无量纲化下不同长径比的吸力式桶形基础桶顶位移随水平荷载变化曲线图如图5所示．图5 不同长径比吸力式桶形基础桶顶随水平荷载变化关系从图5可以看出，随着水平荷载的增加，在相同荷载水平下长径比大的基础桶顶水平位移量小于长径比小的位移量；达到极限水平荷载时，长径比为0.5、0.75和1所对应的桶顶水平位移量分别约为0.029、0.038和0.05，说明随着长径比的增加，基础能承受的变形量增大，基础桶顶极限水平位移量增加；当达到极限水平承载力时，吸力式桶形基础的水平位移一直增大，此时基础失稳破坏．按照破坏时基础最大水平位移量达到基础宽度的3%～6%作为水平位移破坏的标准[10]，可知实验结果基本与之吻合．2.3 吸力式桶形基础转动点变化规律水平荷载作用下，假定吸力式桶形基础倾覆失稳时的运动形式是绕着基础中心轴上的某一点发生转动[12]，水平静力加载试验中，2支LVDT位移传感器沿水平方向布置在加载杆受力方向后侧，可计算转动点的位置随水平荷载的变化关系．图6所示为无量纲化下不同长径比的吸力式桶形基础转动点随荷载变化曲线图，其中负号表示转动点在砂土表面以下．由图6可以看出，随着水平荷载的增大，基础转动点会向下移动，最后会趋于一个稳定的范围．吸力式桶形基础受到水平荷载作用时，主要的运动方式为转动，也会发生平动；结合基础荷载-位移曲线图分析，基础在弹性变形阶段和塑性变形前期阶段，由于基础变形位移量相对较少，平动所占的比例相对较大，所以转动点的位置变化较大；随着塑性变形的发展到失稳破坏阶段，基础的变形位移量逐渐增大，基础主要以转动为主，并逐渐成为完全转动，所以转动点的范围趋于一个稳定的范围．图6 不同长径比吸力式桶形基础转动点随荷载变化曲线图3 水平静力加载模型试验土压力试验结果分析吸力式桶形基础属于埋深小的宽浅式基础，基础前后侧受到的土压力按主动土压力和被动土压力考虑[13-14]．所测得的被动土压力是正值，测得的主动土压力是负值．通过土压力值的测量，得出被动土压力区和主动土压力区，并将相同埋深的基础前后侧土压力值相减，得到土压力的合力，土压力合力为0处则为基础转动点位置[15]．3.1 不同长径比吸力式桶型基础转动点位置图7～9分别为为长径比0.5、0.75、1的吸力式桶形基础土压力合力分布图．从图7可知：长径比为0.5的吸力式桶形基础的转动点位置在0.85倍桶高以下，在失稳破坏时会稍微向上移动，转动点位置的平均深度约为0.9倍桶高．从图8可知：长径比为0.75的吸力式桶形基础的转动点位置在0.7～0.9倍桶高之间，在失稳破坏时会稍微向上移动，转动点位置的平均深度约为0.8倍桶高．从图9可知：长径比为1的吸力式桶形基础的转动点位置0.6～0.65之间，转动点平均位置约为0.62倍桶高．图7 长径比0.5的吸力式桶形基础土压力合力分布图图8 长径比0.75的吸力式桶形基础土压力合力分布图图9 长径比1的吸力式桶形基础土压力合力分布图3.2 位移与土压力得到的转动点位置对比将2.3节位移分析得出无量纲化下吸力式桶形基础破坏时的转动点位置和3.1节土压力分析得到的数据汇总并对比，见表3．表3 不同长径比的吸力式桶形基础转动点汇总长径比[H/D]转动点位置范围位移分析土压力分析转动位置平均值位移分析土压力分析0．50．78～0．930．85～0．950．860．90．750．65～0．850．7～0．90．750．810．5～0．640．6～0．650．570．62由表3可知，通过位移分析和土压力分析得到的转动点位置差别不大，基本吻合．综合分析可知：水平静载作用下，长径比0.5的吸力式桶形基础的转动点位于基础顶面以下0.78～0.95倍桶高之间，长径比0.75的吸力式桶形基础的转动点位于基础顶面以下0.65～0.9倍桶高之间，长径比1的吸力式桶形基础的转动点位于基础顶面以下0.5～0.65倍桶高之间．随着基础长径比的增大，基础转动点的位置相对于桶高向上移动，但是都位于基础顶面以下0.6～0.9倍桶高之间．4 结论与建议本文通过无量纲化方法对吸力式桶形基础水平静力加载模型试验的结果进行详细分析．主要得出以下结论：1)吸力式桶形基础在水平静力加载过程中分为3个阶段：弹性变形阶段、塑性变形阶段和失稳破坏阶段．吸力式桶形基础的承载力和稳定性随长径比的增大而增大．2)不同长径比的吸力式桶形基础在水平静力加载过程中弹性变形阶段，桶顶水平位移量基本相同，均为0.004；桶顶极限水平位移量随着长径比的增大而略有增大；实验结果基本吻合整体刚性短桩水平承载破坏特性．3)通过位移和土压力分析分别得到的基础转动点位置变化规律，两者差别相对较小；随着基础长径比的增大，基础转动点的位置相对于桶高向上移动，但是都位于基础顶面以下0.6～0.9倍桶高之间．本文所得结论均为实验室内进行，还需要数值模拟或理论分析的验证．参考文献：[1] Ibsen L B. 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A Comparison of Field and Laboratory Tests of Caisson Foundations in Sand and Clay[J]．Géotechnique, 2006, 56(9)：617-626．[11] 孟昭瑛, 梁子冀, 刘孟家. 浅海桶形基础平台水平承载力与抗滑稳定分析[J]．海洋科学进展, 2000, 18(4):36-41．[12] Obrzud R,Truty A.The Hardening Soil Model-a Practical Guidebook[M].Zace Services Ltd,Lausanne,Switzerland, 2011．[13] 瞿小莉. 大直径圆筒结构土压力研究[D]．大连：大连理工大学, 2008．[14] 许英. 大直径薄壁圆筒结构土压力研究[D]．南京：河海大学, 2004．[15] Prasad Y V S N, Chari T R. Lateral Capacity of Model Rigid Piles in Cohesionless Soils[J]． Soils & Foundations, 1999, 39(2):21-29．。
饱和砂土中桶形基础承载力的实验研究_鲁晓兵
文章编号:1007Ο2993(2006)04Ο0170Ο03饱和砂土中桶形基础承载力的实验研究鲁晓兵 矫滨田 刘 亮(中国科学院力学研究所,北京 100080) 【摘 要】 桶形基础是近年开发的一种新型的可广泛应用于海洋工程结构的基础形式。
由于多种优越性而受到各国石油部门的重视,并引起许多研究人员的关注。
通过在饱和砂中的单桶和四桶基础模型实验,研究了桶形基础的静承载特性。
分别进行了垂直方向和水平方向的加载实验,其中,四桶基础水平方向加载又分为沿四桶中心构成的正方形的平行边方向和对角线方向施加,得到了载荷位移曲线,对单桶和四桶基础承载力特性,以及加载方向和速率的影响进行了分析和比较。
【关键词】 桶形基础;承载力;饱和砂 【中图分类号】 TU 447Experimental Study on the Bearing C apacity ofBucket Foundation in Saturated SandLu Xiaobing Jiao Bintian Liu Liang(Institute of Mechanics ,Chinese Academy of Sciences ,Beijing 100080China )【Abstract 】 Bucket foundation is a new type of foundation which may be used extensively in offshore structures.It is attractedby oil corporations and researchers because of its several advantages.The static bearing capacity of bucket foundation is studied by ex 2periments of single Οand four Οbucket foundation in saturated sand layer.The characteristics of bearing capacity under vertical load and horizontal load are obtained experimentally.The horizontal load of four Οbucket is applied in the direction parallel to one sideline or one catercorner of the quadrangle formed by the centers of four buckets.The load Οdisplacement curves are obtained.The characteristics of single Οbucket and four Οbucket foundation ,the effects of load direction and load rate are analyzed.【K ey Words 】 bucket foundation ;bearing capacity ;saturated sand0 引 言随着海上石油开发的发展,需要采取新型的平台以节省费用。
19、桶形基础极限承载力特性研究_张金来
第24卷 第7期岩石力学与工程学报 V ol.24 No.72005年4月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering April ，2005收稿日期：2003–07–17；修回日期：2003–09–18基金项目：中国科学院知识创新重大项目(KJCX2–SW –L03–01)作者简介：张金来(1978–)，男，硕士，2003年于中国科学院力学研究所获硕士学位，主要从事岩石力学试验方面的研究工作。
E-mail ：jinlai_zhang@ 。
桶形基础极限承载力特性研究张金来1，鲁晓兵1，王淑云1，时忠民2，张建红3(1. 中国科学院 力学研究所，北京 100080；2. 中国海洋石油总公司研究中心，北京 100027；3. 清华大学 水利水电工程系，北京 100084)摘要：通过有限元计算，分析了不同长径比下横向和竖向承载力、载荷位移曲线以及耦合载荷作用下的极限承载力特性，并与实验结果进行了对照。
结果表明：当竖向压力小于某临界值时，基础的横向极限承载力随着竖向压力的增加而增加；但是当竖向压力增大到超过该临界值以后，横向极限承载力反而会随竖向压力的增大而降低。
随着长径比的增加，基础承载力，特别是横向承载力有比较明显的提高。
关键词：岩土力学；有限元法；长径比；耦合载荷中图分类号：TP 183 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2005)07–1169–04THE CHARACTERISTICS OF THE BEARING CAPACITYOF BUCKET FOUNDATIONZHANG Jin-lai 1，LU Xiao-bing 1，WANG Shu-yun 1，SHI Zhong-min 2，ZHANG Jian-hong 3(1. Institute of Mechanics ，Chinese Academy of Sciences ，Beijing 100080，China ； 2. Research Center of Chinese Ocean Oil Company ，Beijing 100027，China ；3. Department of Hydraulic and Hydropower Engineering ，Tsinghua University ，Beijing 100084，China )Abstract ：The finite element software(ABAQUS) was used to simulate the bearing capacity of the bucket foundations with different height-to-diameter ratios. The characteristics of the bearing capacity of the foundations under the vertical loading ，the horizontal loading and the coupling loadings were analyzed. The numerical results were compared with that of experiments. It is shown that under a critical vertical loading ，the horizontal bearing capacity increases with the increase of the vertical loading ，but decreases with the increase of the vertical loading when the latter is larger than the critical loading. The bearing capacity ，especially the horizontal bearing capacity ，increase obviously with the increase of the height-to-diameter.Key words ：rock and soil mechanics ；FEM ；height-to-diameter ratio ；coupling loading1 引 言桶形基础(简称桶基)的概念最早见于国外20世纪60年代[1，2]，从70年代初开始对其进行了大量的实验研究，80年代后期开始受到石油公司的重视并逐渐运用到海洋平台建设中。
改进桶基础结构以提高承载能力的研究
骤然增大达到 ０ ． ８ ３ ６ ｍｍ，此 时两端 的塑性 开展 区 已扩 散到 中
改进桶基础结构 以提高承载 能力的研究 ห้องสมุดไป่ตู้
口 刘文 白 赵永强
上海 ２ ０ １ ３ ０ ６ ）
（ 上海海事大学海洋环境 与工程 学院
摘 要： 通过有 限元数值模 拟结合模型试验研究 了竖向荷载作用下桶基础与经改进后的异形桶基础 的应力分布 和极 限承载力 的变化 ， 将所得 的数值模拟结果进行对 比分析。异形桶基础的极 限承载力较 改进前的桶基础的极 限承载力提高最大可达 ６ ８ ． ７ ２ ％。异形桶基础极 限承载力增大的效果受到其 自身径高比的影响，最优径高比接 近１ ． １ ２ ５ 。异形桶基础在竖 向荷载作用下的极限位移小于桶基础的极限位 移。极 限承载力提高 的原 因主要在于 帽檐下方 的土体为基础提供 了类似桩端 阻力 的支承力。
伴随我国经济的高速发展，海洋这一蕴藏丰富资源的宝 ２桶基础竖 向受力的数值模拟
藏越来越受到 国家的重视，大量海洋及近海工程如雨后春笋
表ｌ 列 出了不 同试验方案下的桶基础 几何尺寸 。其 中编
般出现在我 国漫长海岸线 。然而海洋及近海工程因为其环境 号 ｌ 至 ４为一般桶基础 ， 之后统称为桶基础 ， 编号 ５ 至 ８为改
： 椭 璜 壁 厚； 桶 侧 整 厚
５ ５ ５ ｊ ５ Ｓ ５ ５ ５ ５ ， ５
７
８
９ ０
１ ２ ０
１ ３ ５
Ｉ ８ ０
１ ０ ｏ
ｌ ｏ ０
５
５
５
桶形基础弯矩承载力研究
桶形基础弯矩承载力研究
桶形基础是一种常用的土木工程基础形式，广泛用于建筑物、桥梁、隧道等工程中。
桶形基础的弯矩承载力是评估其承载能力的重要指标之一。
本文将从桶形基础的特点、弯
矩产生原因、弯矩计算公式以及影响弯矩承载力的因素等方面展开研究。
桶形基础是一种横截面呈现向内腰线凸出的桶形，可以通过地下开挖、预埋桩或机械
挖掘等方式施工。
桶形基础的设计主要是考虑其在外界作用力下产生的弯矩，以保证其承
载能力满足工程需求。
桶形基础在承载过程中产生的弯矩主要由以下几个方面引起。
在施工过程中，桶形基
础横截面呈现塑性变形，其上下表面产生相对位移，从而引起弯矩。
基于桶形基础受到的
载荷非均匀分布，也会产生弯矩。
桶形基础在使用过程中可能遇到的地震、风力等外界作
用力，也会导致其产生弯矩。
桶形基础的弯矩计算公式可以通过基础力学原理得出。
根据物理力学原理，弯矩可以
通过以下公式计算得出：弯矩 = 弯矩力矩/截面惯量。
弯矩力矩是指施加在桶形基础上的
力矩，截面惯量是指桶形基础截面内各点到中心轴的距离平方和。
影响桶形基础弯矩承载力的因素较为复杂，主要包括以下几个方面。
桶形基础的形状
和尺寸对其弯矩承载力具有显著影响。
通常情况下，桶形基础的宽度越大，其承载力越强。
桶形基础的材料强度也会影响其弯矩承载力。
材料强度越高，基础的承载能力也越强。
基
于地下土壤、地下水位以及基础受到的外界作用力等因素也会对桶形基础的弯矩承载力产
生影响。
桶形浅基础水平极限承载力分析研究的开题报告
桶形浅基础水平极限承载力分析研究的开题报告
一、研究背景
随着建筑物的不断发展，桶形浅基础作为一种常见的基础结构被广泛采用。
然而，在设计过程中，对基础的水平极限承载力的计算仍然存在一些问题，如何更加精确地
计算桶形浅基础的水平极限承载力，成为了该领域中的一个研究热点。
二、研究目的
本论文旨在通过对桶形浅基础水平极限承载力的分析研究，探究其影响因素和计算方法，并提出一种更加精确和可靠的水平极限承载力计算方法。
三、研究方法与步骤
1. 收集相关资料，了解现有研究成果。
2. 分析桶形浅基础水平极限承载力的影响因素，如载荷类型、地基土质性质、基础几何形态等。
3. 基于孔隙水压力的理论分析，建立桶形浅基础水平极限承载力计算模型。
4. 通过数值模拟和现场试验的方法，验证模型的准确性和可靠性。
5. 分析计算结果，优化计算方法。
四、研究意义
本研究对于提高桶形浅基础水平极限承载力的计算精度和可靠性具有重要意义。
同时，研究结果还可为桶形浅基础的实际设计提供科学依据和参考。
五、研究进度
目前已完成相关资料的收集和分析，并初步建立了计算模型。
下一步，将展开数值模拟和现场试验研究。
预计本研究将于一年内完成。
六、论文组成部分
开题报告、查阅文献、研究方法与步骤、预期结果与成果、参考文献。
22、饱和砂土地基中吸力式桶形基础水平承载力研究
海床
图 2 有限元模型 Fig.2 Finite element model
，故采用纯静力分
析，分析中采用有效应力参数。 考虑到水平荷载作用下海上风电机组的地基破 坏形式主要是一种整体结构的失稳，因此，确定水
(a) 腓特烈港风机基础 (b) Horns Rev2 风电场桶基
平位移量达到0.05D(D为桶体直径)时所对应的水平 荷载，确定为饱和砂土地基上吸力式桶形基础的水 平承载力[5
Research on horizontal ultimate bearing capacity of suction bucket foundation in saturated sand ground
JIN Shu-cheng1，ZHANG Yong-tao1，YANG Yan-hua1，LI Bing2
(1. Technology Center, CCCC Second Harbour Engineering Co., Ltd., Wuhan 430040, China; 2. School of Civil Engineering, Southeast University, Nanjing 210096, China)
土作用在桶体内外壁上的土压力，考察桶体内外壁 上土压力的分布规律，同时进一步分析饱和砂土地 基上吸力式桶形基础结构的失稳机制。 图5为各桶 体内外壁土压力分布情况。
0 1 2
桶体埋深/ m
/m
3 4 5 6 -8 -4 0 4 8 12 16 水平位移 / mm 20 L/D=1.0 L/D=1.5 L/D =2.0 L/D=2.5
L/D=3.0 L/D=3.5 L/D=4.0 L/D=4.5 L/D=5.0 L/D=5.5 L/D=6.0 24
饱和软黏土地基中单桶形基础水平承载力研究
水 平 承载力 值 。
刘 振 纹等 ［， ２ 假设 在水 平荷 载 作用 下 ， ］ 桶形 基 础 绕桶 体前侧 底端 发生 转动 ，土体抗 力 只分布 在桶体
比验证 公 式 的 可 靠性 。 关 键 词 ： 形基 础 ； 平 承 载 力 ； 限平 衡 法 桶 水 极 中 图分 类号 ： Ｕ ７ ． ； Ｕ ７ ． Ｔ ４ ０ Ｔ ４３ ３ ２ 文 献标 志 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０ ４ ９ ９ （０ ８ ０ —０ ００ １ ０ ．５ ２ ２ ０ ） ５０ ４ —３
Ｋｅ ｒ ｓ ｂ ｃ ｅ ｕ ｄ ｔ ｎ ｈ ｒ ｏ ｔｌｂ ａ ｎ ａ ａ ｉ ； ｉ ｔ ｑ ｉ ｂ ｕ ｍｅ ｈ ｄ ｙ ｗｏ ｄ ： ｕ ｋ ｔ ｏ ｎ ａｉ ； ｏ ｉ ｎ ａ ｅ ｒ ｇ ｃ ｐ ｃｔ ｌ ｕ ｌ ｒ ｍ ｔ ｏ ｆ ｏ ｚ ｉ ｙ ｍｉ ｅ ｉｉ
２０ ０ ８年 １ ０月
港
工
技
术
Ｏｃ ．２ ０ ｔ ０８ Ｔｏａ ８ Ｎｏ５ ｔ ｌｌ ３ ．
第ｎ ｅ ｎ ｃ ｎ ｌ ｇ ｏ ｔＥｎ ｉ ｅ ｒ ｇ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｉ
饱和软黏 土地基 中单桶形基础水 平承载 力研究
孙 曦源 ， 茂 田 ， 小 微 栾 唐
Ａｂｓｒ ｃ ： ｈｅ ｂ ｓｓ ｏ ｘ ｔｎ ｘ ｅ ｍｅ ｔ ｌｒ ｓ ｌｓ ａ ｄ ｔ ｏ ｅ ｉａ ｘ ｅ ｅ ｃ ，ｔ ｅ ａ ｐ ｏ ｉ ｔ ｔｅ ｓ ｏ ｔ ａ ｔ Ｏｎ ｔ ａ ｉ ｆ ｅ ｉ ｇ ｅ ｐ ｒ ｉ ｉ ｎ ａ ｅ ｕ ｔ ｎ ｈｅ ｒ ｔｃ ｌｅ ｐ ｒ ｎ ｅ ｈ ｐ ｒ ｘ ｍａ ｅ ｓｒ ｓ ｆ ｉ ｓｎ ｌ ｃ ｔｆ ｕ ｄ ｔｏ ｎ ｅ ｒｚ ｎ ａ ｏ ｄ ｏ ａｕ ａｅ ｏ ｌ ｙ ｇ ｏ ｄ ｉ ｂ ａｎｅ ．Ｔｈ ｎ ａｆ ｒ ｌ ｏ ｅ ａ ｕ ｔ ｉ ｇ ｅｂｕ ｋｅ ｏ ｎ ａ ｉ ｎ ｕ ｄ ｒｈｏ ｏ ｔ ｌｌ ａ ｎ ｓ ｔ ｒ ｔ ｄ ｓ ｆ ｃａ ｒ ｕｎ ｓｏ ｔｉ ｄ ｉ ｔ ｅ ｏ ｍｕ ａ ｔ ｖ ｌ ａ ｅ ｔ ｅ ｈｏ ｚ ｎ ａ ａ ｎｇ ｃ ｐ ｃｔ ａ ｅ ｐｒ ｐ ｓ ｄ ｂ ｉ ｔｅ ｕ ｌｂ ｕ ｍｅ ｈ ｄ ｆｒｅ ｇ ｎ ｅ ｎ ｒ ｃ ｉｅ ａ ｄ ｖ ｒｆ ｄ ｈ ｒ ｏ ｔ ｌｂｅ ｒ ａ ａ ｉｙ ｃ ｎ ｂ ｏ ｏ ｅ ｙ ｌｍｉ ｑ ｉｉ ｒ ｍ ｔ ｏ ｏ ｎ ｉ ｅ ｒ ｇ ｐ ａ ｔｃ ｎ ｅ ｉ ｉ ｉ ｉ ｉ ｉ ｅ ｂ ｅ ｔ ｔｌｓ． ｙ ｔ ｓｓａ ａ ｔ
桩-桶基础抗拔承载力分析
一
第一作者简介： 刘文白（ ９５ ） 男， １５一 ， 上海海事大学 教授 ， 博士， 主要从 事岩土工程和港 口结构 ． ￣ Ａ 面 的教 学与研 究 工作 。 ｚｇ－ － － 上海 市 重点 学科 科研 项 目资助 。
桶 基础 是一 种新 型 的 基 础形 式 ， 于其 承 载 力 特 对
性 ， 内外研 究 的很 少 。本 文 仅 根 据 颗 粒 流数 值 模 国
拟 桩 一桶基础 的破 坏形 式 ， 确定 地基 土 的破 坏模 式 ，
维普资讯
２０ ０ ６年 第 ３期
籀 要 根据新型基础一桩 一桶基础在上拔荷载作用下 的颗粒流 模拟试 验结果 ， 分析 了桩桶 基础在 上拔荷载 作用下 土体的
破坏过程 ， 并对颗 粒流模 拟试验的颗粒的破坏面进行拟合 ， 出桩桶基 础的上拔承载 力计算模 式。桩 一桶 基础的极 提
限上拔承载力 由破坏土体侧表面抗剪强度在竖 直方向 投影的集 合及其包 围土体土 重和桩 一桶 基础自 重组成 ， 建立 了桩 一 桶基础 的上 拔承 载力计算 公式 ， 分析 了上拔承载力影响因素。
出． 图 １） 如 ｄ
２ 土体在上拔荷载作 用下的破坏形态
土体在 上拔 荷载 作用 下土 中破裂 面 的开展 与形 成， 是研 究 土体在 上 拔 荷 载作 用 下 的破 坏 机 理 和计
于桶基 础沉 放 于海 底 的泥 砂 软 土 中 ， 础 的沉 降 和 基 水 平位 移 不 宜 控 制 。刘 文 白提 出 了新 型 的 复 合 基
基础 ， １９ 自 ９ ５年桶 形基 础 出现 以来 ， 投 资费用 低 、 其
改进桶基础结构以提高承载能力的研究
改进桶基础结构以提高承载能力的研究随着人类社会的发展，建筑结构得到了日益广泛的应用。
建筑基础作为建筑物的基础承重体系，在建筑物的强度和稳定性方面发挥了至关重要的作用。
然而，由于各种内外因素的影响，建筑物基础承重能力可能会受到限制。
因此，对基础结构的改进和研究变得尤为重要。
近年来，桶基础结构已经被广泛采用。
作为地下建筑工程的一种常用结构，它可以提供较强的支撑和承载能力。
然而，在不同地质环境下，桶基础的承载能力仍然无法满足建筑物的实际需要。
因此，有必要进行桶基础结构的改进研究，提高其承载能力。
改进桶基础结构的方法有很多，以下是其中的一些：1. 加强桶身和底部连接点的承载能力首先，桶基础结构的承载能力取决于其桶身和底部连接点的强度。
因此，可以通过在桶底部增加连接点或增加桶身的厚度来加强桶身和底部连接点的承载能力。
另外，可以采用焊接、螺栓连接等方式来增强桶身与底部连接点之间的固定力。
2. 增加桶基础结构的宽度和深度桶基础结构的承载能力还取决于其宽度和深度。
如果桶的宽度和深度足够大，就可以达到更好的承载效果。
因此，可以考虑增加桶基础结构的宽度和深度，从而增加其承载能力。
不过，需要根据实际情况进行分析和计算，确定合适的宽度和深度。
3. 采用高强度材料另一种提高桶基础结构承载能力的方法是采用高强度材料。
不同于传统的混凝土基础，采用高强度材料的桶基础结构可以提供更高的承载能力。
例如，高强度水泥、钢铁、预应力钢筋等，可以在一定程度上提高桶基础结构的承载能力。
4. 在桶基础结构内加固除了改变桶基础结构和采用高强度材料外，还可以在桶基础内加固。
加固的方法有很多种，例如钢筋混凝土加固、钢板加固等。
通过加固，不仅可以提高桶基础结构的承载能力，还可以增强其抗震性能。
综上所述，改进桶基础结构以提高其承载能力是一项必要性强、重要性大的工程，具有很大的研究和应用价值。
改进桶基础结构的方法有很多，可以根据实际情况综合选择，以实现效果的最大化。
桶形基础弯矩承载力研究
桶形基础弯矩承载力研究桶形基础是一种常用的地基基础结构形式，其具有承载能力强、适用范围广等优点，因此在工程中得到广泛应用。
而桶形基础的设计和施工对其承载力具有重要影响，因此对桶形基础弯矩承载力的研究显得尤为重要。
为了深入探讨桶形基础弯矩承载力的相关问题，首先需要了解桶形基础的概念和结构特点。
桶形基础是一种圆筒形的基础结构，通常由混凝土或钢材制成，其底部呈圆形，顶部呈斜面，形状类似于一个倒置的圆锥体。
桶形基础的承载力主要依靠其底部的支撑面积和侧面的摩擦力来传递和承载荷载，因此其底部的形状和尺寸对其承载力起着至关重要的影响。
针对桶形基础的弯矩承载力研究，需要考虑的因素有很多，比如地基土的性质、桶形基础的几何形状、外载荷的作用等。
地基土的性质包括土壤的类型、密实度、抗剪强度等，这些因素对桶形基础的承载力和变形特性都有重要影响。
桶形基础的几何形状也是影响其承载力的重要因素，比如底部的半径和厚度、顶部斜面的倾角等都会对其承载力产生影响。
在进行桶形基础弯矩承载力研究时，通常会采用理论分析和数值模拟相结合的方法。
理论分析主要是通过建立桶形基础的力学模型，利用力学原理和土力学理论进行推导和计算，以得到桶形基础的承载力公式和计算方法。
而数值模拟则是通过有限元分析等软件工具，对桶形基础在外载荷作用下的受力情况进行模拟和计算，以得到其应力和变形的分布规律。
为了更加准确地评估桶形基础的弯矩承载力，还需要进行现场试验和监测。
现场试验是指在实际工程中对桶形基础进行加载试验，通过观测和记录其变形和受力情况，来验证和修正理论分析和数值模拟的结果。
而监测则是指在桶形基础施工后采用现代化的监测技术，对其受力情况进行长期、实时的监测和记录，从而更加全面和深入地了解桶形基础的工作状态和承载能力。
桶形基础弯矩承载力的研究是一个复杂而又具有挑战性的课题，需要综合考虑材料力学、结构力学、土力学等多个学科的知识，以及理论分析、数值模拟和现场试验的方法，来对其进行深入研究和评估。
软粘土中桶形基础竖向循环承载力分析的开题报告
软粘土中桶形基础竖向循环承载力分析的开题报告【开题报告】一、选题的背景和意义随着工程建设的不断推进，建筑物基础承载力的研究成为了亟待解决的问题。
而软粘土区作为常见的地基环境，其承载能力往往较低，导致建筑物基础存在较大的不稳定性，影响工程的安全和可靠性。
因此，在软粘土中建造基础的竖向循环承载力研究具有重要的意义，并且该研究在工程实践中具有广泛的应用。
二、研究的目的和内容本研究的主要目的是研究软粘土中桶形基础竖向循环承载力的分析，并探讨该类基础在软粘土中的适用性和优缺点。
具体内容包括以下方面：1. 研究软粘土的土工特性和基础设计的基本原理2. 分析桶形基础的静动力性质和竖向承载力计算方法3. 使用数值模拟方法进行桶形基础在软粘土中的竖向循环荷载下的受力分析4. 探讨桶形基础在软粘土中的适用性和优缺点三、研究的意义1. 对于软粘土中的基础建设，提供了理论基础和实践指导2. 对于基础工程设计及施工提供了指导和参考3. 对于工程质量的提高和安全性的保障起到重要的作用四、研究的方法和技术路线本研究的方法和技术路线包括以下几个方面：1. 文献调研和资料收集：收集与本研究相关的文献和数据资料进行总结和分析2. 理论分析和计算方法研究：对于软粘土土工特性和基础设计原理进行理论分析，并研究桶形基础的静动力性质和竖向承载力计算方法3. 数值模拟：使用数值模拟方法进行桶形基础在软粘土中的竖向循环荷载下的受力分析4. 结果分析和讨论：对于研究结果进行分析和讨论，并阐述其在实际工程中的应用价值和局限性。
五、进度安排本研究计划分为六个阶段，具体进度安排如下：第一阶段（1-2周）：文献调研和资料收集第二阶段（3-4周）：理论分析和计算方法研究第三阶段（5-6周）：数值模拟第四阶段（7-8周）：结果分析与讨论第五阶段（9-10周）：论文撰写第六阶段（11-12周）：论文修改和完善六、预期成果本研究预期的成果包括：1. 对软粘土中桶形基础竖向循环承载力分析的研究，形成一定的理论体系2. 对于桶形基础在软粘土中的适用性和优缺点进行探讨3. 提供一种新的基础建设方案，丰富基础工程建设的思路4. 发表相关论文，为学术研究提供参考【结语】本研究将对软粘土中的桶形基础竖向循环承载力分析进行探究，具有重要的理论和实践意义。
桶形基础弯矩承载力研究
桶形基础弯矩承载力研究1. 引言1.1 研究背景桶形基础是一种常用的基础形式，其承载力主要由桶形基础的弯矩承载能力来确定。
在土木工程中，对于桶形基础的弯矩承载力研究，可以帮助工程师更好地设计和施工基础工程，确保其安全可靠。
随着城市化进程加快和建筑设计的不断更新换代，对于桶形基础弯矩承载力的研究也日益受到重视。
在现代建筑的地基工程中，桶形基础所承受的弯矩作用不容忽视，因此需要对其弯矩承载力进行深入研究和分析，以指导工程实践。
基于上述背景，本文将系统研究桶形基础弯矩承载力的相关内容，包括桶形基础弯矩承载力分析、计算方法、影响因素、试验研究和设计规范等方面，旨在为土木工程领域提供有益的参考和指导，促进基础工程技术的进步和发展。
通过深入研究桶形基础弯矩承载力的相关问题，可以为工程实践提供科学依据和技术支持，从而提高基础工程的设计水平和施工质量。
1.2 研究意义桶形基础是土木工程领域中常用的一种基础形式，其具有较强的承载能力和抗震性能。
而桶形基础的弯矩承载力是评价其结构性能的重要指标之一。
研究桶形基础弯矩承载力的意义在于深入了解其工作原理和性能特点，为工程设计和施工提供理论依据和技术支持。
研究桶形基础弯矩承载力可以帮助工程师和设计师更准确地评估基础结构的稳定性和安全性。
通过对桶形基础承载力的分析和计算，可以有效地预测其在承受外载荷时的变形和破坏情况，从而避免基础结构的失稳和倾覆。
深入研究桶形基础弯矩承载力的影响因素，可以为优化基础结构设计提供参考。
通过了解不同因素对基础承载力的影响程度，可以在设计过程中针对性地加强或改进基础结构的某些部分，提高其整体性能和使用寿命。
研究桶形基础弯矩承载力具有重要的理论和实用价值，对于提高基础结构的稳定性、减少工程安全风险和提高工程质量具有积极的促进作用。
希望通过本文的研究，可以进一步拓展桶形基础弯矩承载力领域的知识，为土木工程领域的发展贡献一份力量。
2. 正文2.1 桶形基础弯矩承载力分析桶形基础是一种常用于土建工程中的基础形式，其承载能力是保证建筑物稳定性和安全性的重要因素之一。
桶形基础弯矩承载力研究
桶形基础弯矩承载力研究桶形基础是一种常见的基础形式，用于支撑建筑物或其他结构的重量。
在实际工程中，桶形基础的承载力研究对确保建筑结构的稳定和安全具有重要意义。
本文将对桶形基础的弯矩承载力进行研究，探讨其影响因素和计算方法。
一、桶形基础的弯矩承载力概述桶形基础是一种在土壤中呈圆柱形或圆锥形的基础结构，其弯矩承载力即为桶形基础在受力状态下所能承受的弯矩大小。
弯矩承载力的大小直接影响着基础结构的稳定性和安全性，因此对桶形基础的弯矩承载力进行研究具有重要意义。
桶形基础的弯矩承载力受多种因素的影响，包括土壤的力学特性、基础的几何形状、受力情况等。
在进行弯矩承载力研究时，需要对这些影响因素进行综合考虑，并采用合适的计算方法进行分析。
二、影响桶形基础弯矩承载力的因素1. 土壤的力学特性土壤的力学特性是影响桶形基础弯矩承载力的重要因素之一。
包括土壤的抗剪强度、压缩模量、变形特性等。
不同类型的土壤其力学特性差异较大，因此在进行桶形基础设计时需要详细了解施工地的土壤情况，并根据土壤特性进行合理的设计和计算。
2. 基础的几何形状桶形基础的几何形状也会对其弯矩承载力产生影响。
包括基础的截面形状、高度、直径等。
不同几何形状的基础在受力情况下会有不同的弯矩承载力表现，因此在进行设计时需要考虑基础的几何形状对弯矩承载力的影响。
3. 受力情况桶形基础在实际工程中会受到不同的受力情况，包括垂直荷载、水平荷载、弯矩等。
不同的受力情况会对桶形基础的弯矩承载力产生不同的影响，因此在进行研究和计算时需要对受力情况进行详细的分析。
三、桶形基础弯矩承载力的计算方法在进行桶形基础弯矩承载力的计算时，可以采用经验公式、数值计算、有限元分析等多种方法进行分析。
常用的计算方法包括：1. 经验公式根据前人的研究和实际工程经验，可以得出一些经验公式来计算桶形基础的弯矩承载力。
这种方法简单直观，适用于一些简单的工程情况。
2. 数值计算通过数值计算方法，利用计算机等工具对桶形基础的弯矩承载力进行分析。
混凝土桶形支撑结构的力学特性研究
混凝土桶形支撑结构的力学特性研究一、引言混凝土桶形支撑结构是一种常见的地下工程支撑结构，具有强度高、施工方便等优点。
然而，其力学特性在实际工程中尚未得到充分研究。
因此，本文旨在通过理论分析和数值模拟的方法，研究混凝土桶形支撑结构的力学特性，为实际工程提供理论依据和参考。
二、混凝土桶形支撑结构的基本结构及力学特性1. 混凝土桶形支撑结构的基本结构混凝土桶形支撑结构是由垂直于地面的多根钢筋混凝土桶形墙板和横向的桶形顶板组成。
桶形墙板和桶形顶板之间通过连接筋连接，整个支撑结构形成一个封闭的空间，用于支撑地下工程。
2. 混凝土桶形支撑结构的力学特性混凝土桶形支撑结构的力学特性主要包括强度、刚度、变形和屈曲等方面。
其强度取决于桶形墙板和桶形顶板的承载能力，刚度取决于桶形墙板和桶形顶板的刚度，变形取决于桶形墙板和桶形顶板的变形，屈曲则是指桶形墙板和桶形顶板产生破坏的情况。
三、混凝土桶形支撑结构力学特性的分析方法1. 理论分析方法理论分析方法是通过建立混凝土桶形支撑结构的力学模型，利用力学原理和公式进行推导和计算，得到其力学特性的分析方法。
通常采用有限元方法、弹性理论等方法进行分析。
2. 数值模拟方法数值模拟方法是通过利用计算机软件，建立混凝土桶形支撑结构的三维模型，进行有限元分析，得到其力学特性的分析方法。
常用的数值模拟软件包括ANSYS、ABAQUS等。
四、混凝土桶形支撑结构力学特性的数值模拟分析采用ANSYS软件，建立混凝土桶形支撑结构的三维模型，进行有限元分析。
假设混凝土的材料参数为：弹性模量为30GPa，泊松比为0.2，混凝土的密度为2400kg/m3。
桶形墙板和桶形顶板采用钢筋混凝土材料，钢筋的材料参数为：弹性模量为200GPa，泊松比为0.3，钢筋的密度为7800kg/m3。
1. 混凝土桶形支撑结构的强度分析在ANSYS中建立混凝土桶形支撑结构模型，并施加荷载。
荷载可以采用地下水压力或者土压力，模拟实际工程中的荷载情况。
上拔荷载作用下桩—桶基础结构受力数值分析
上拔荷载作用下桩—桶基础结构受力数值分析地球表面面积的70.8%是海洋,海洋蕴藏着丰富的石油、天然气以及其它矿产资源,能为人类提供大量的生存资源。
科学技术的发展,使人们能够有机会从陆地向海岸,甚至向远海、深海进军,开采海洋资源,以满足人类不断增长的生存和生活需要。
在进行海洋开发的过程中,首先面临的是海洋建筑物的建造,而一切建筑物都要建立在合适的基础之上。
本文所研究之桩-桶基础是一种新型的海洋工程基础,目前正处于理论研究和试验分析阶段,本文主要研究的是桩-桶基础在上拔荷载作用下结构的力学响应,首先采用室内模型试验进行分析,接着运用ABAQUS有限元数值模拟进行分析,进行对比分析后对桩-桶基础的结构尺寸效应进行分析。
首先分析了本课题研究的脉络,从桩基础工作性能、桶型基础工作性能及桩-桶基础上拔时地基土体的受力特性这些已有科研成果出发,寻求本文研究的着入点。
然后设计了测量上拔荷载作用下的桩-桶基础的结构变形的试验装置和试验流程,对试验原理进行介绍,对试验结果数据进行整理和分析。
通过分析可知随着上拔荷载的增加,桩-桶基础结构应力及变形随之增加,上拔荷载达到极限时,基础应力及变形也达到最大;土体破坏后,桩-桶结构各部分的受力趋于稳定;桶结构和桩结构从上到下,所受应力逐渐减小;桶顶结构在上拔过程中体现固支梁的效果;桶顶远桩边缘和桶壁上部的连接属于固接;上拔过程中,桶底和桩底会出现空腔,对桶底部结构和桩底部结构受力有减小的影响,对桶的减小影响比对桩的要小,由于空腔导致摩擦力减小,桶底结构应力较最大应力减小8.6%;桩底结构应力较最大应力减小13.5%;桩和桶的结合部位在上拔过程中应力最大,达到3MPa左右,上拔荷载往下传递时在该处进行再分配;桶顶边缘处在上拔过程中应力也较大,达到3MPa左右,桩-桶基础上拔过程中,该处土体产生剪切破坏。
接着运用ABAQUS软件建立桩-桶基础的数值模型,并进行分析和后处理,通过对模型10个测点的应力曲线的分析,知道从第1级荷载步到第9级荷载步,主要由桩来抵抗上拔荷载的作用,桩体结构每荷载步的应力增长量是其最大应力值的11.0%,桶体结构每荷载步的应力增长量是其最大应力值的1.0%;第9级荷载步之后,主要由桶结构来抵抗上拔荷载的作用,桶体结构每荷载步的应力增长量增加为其最大应力值的10.0%,桩体结构每荷载步的应力增长量减小为其最大应力值的1.0%。
滩海平台桶型基础模型承载力试验研究
滩海平台桶型基础模型承载力试验研究
孙大鹏;袁中立;朱其敏
【期刊名称】《石油工程建设》
【年(卷),期】1999(000)002
【摘要】通过模型试验探索滩海平台桶式负压桩基础与软土地基相互作用的机理及桶型基础在竖向、水平荷载作用下的软土地基承载力情况,确定地基的破坏模式,提出桶型基础的承载力近似计算方法,为桶型基础在滩海构筑物中的应用提供了依据.
【总页数】8页(P12-19)
【作者】孙大鹏;袁中立;朱其敏
【作者单位】中油工程技术研究院,300451,天津市塘沽区;中油工程技术研究院,300451,天津市塘沽区;中油工程技术研究院,300451,天津市塘沽区
【正文语种】中文
【中图分类】TE4
【相关文献】
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3.吸力式桶型基础承载力模型试验 [J], 刘晟;王淑云;鲁晓兵;吴应湘;赵京;王爱兰
4.海上桶基平台桶形基础渗流场的模型试验研究 [J], 严驰;魏世好;杨树耕;徐松森;初新杰;洪学福
5.软土中桶型基础水平循环承载力的模型试验 [J], 王建华;杨海明
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桶形基础弯矩承载力研究
随着城市化进程的加速，桶形基础在基础设施工程中的应用越来越广泛。
在现代建设中，人们越来越关注基础的安全、承载力、稳定性等问题。
同时，桶形基础的弯矩承载力
也成为了研究重点。
本文将从桶形基础弯矩承载力的基本原理出发，探讨其影响因素、计算方法、设计标
准等方面，从而为工程实践提供参考。
1. 弯矩承载力分析原理
桶形基础是一种常见的深基础，适用于软弱土层、较大荷载的建筑物、重要工程等场合。
其主要应力形态为垂直荷载、剪力和弯矩，其中弯矩是桶形基础的主要承载形式之一。
因此，弯矩承载力的分析和计算，对桶形基础的设计具有重要意义。
桶形基础弯矩承载力分析的基本原理是在不同荷载作用下，桶形基础所产生的应力和
应变的分布规律。
在设计过程中，应根据基础承载力的要求，合理选择基础的尺寸和形状，搭配适当的材料和施工工艺，以满足结构物的要求。
2. 影响因素
桶形基础弯矩承载力受多种因素的影响，主要包括以下因素：
（1）荷载大小：荷载越大，基础承受的弯矩就越大。
（2）基础形状和尺寸：基础面积越大，承载能力越大；基础形状一般为圆形或多边形，边角过于锐利会导致应力集中，影响承载能力。
（3）土壤特性：土壤的强度、密度和变形特性等，会影响基础的承载能力。
（4）地震作用：在地震作用条件下，桶形基础会受到一定的水平冲击力，从而对其承载能力造成影响。
3. 弯矩承载力计算方法
桶形基础弯矩承载力的计算方法一般可以采用弹性理论、极限平衡法和有限元法等方法。
弹性理论是最常用的计算方法，既适用于实心基础，也适用于空心基础。
弹性理论的计算方法是在假设土体为弹性环境的条件下进行的。
计算过程中需要确定
基础内外表面的基本应力状态和相应的弹性模量，以及荷载作用现场的地基动力学特征和
基础的几何尺寸等。
4. 设计标准
在桶形基础设计中，应遵守相关的标准和规范，以确保基础的安全可靠。
目前，国内外已出台许多针对桶形基础设计的规范和标准，其中包括我国的《建筑结构荷载规范》、美国的《建筑结构规范》等。
这些标准和规范涵盖了基础设计所需的全部参数计算和荷载检验。
我们需要注意的是，标准只是一个参考，实际设计过程中还需要针对具体情况进行合理的参数选择和计算方法使用，以确保设计的合理性和可靠性。
综上所述，桶形基础弯矩承载力是桶形基础设计中的一个重要研究课题。
通过对其基本原理、影响因素、计算方法和设计标准的分析，我们可以更好地理解和掌握桶形基础弯矩承载力的设计方法，提高工程设计和建设水平，为城市化建设做出更多的贡献。