由单桩载荷试验推算群桩沉降的相互作用系数法_林智勇
轴向载荷作用下桩土相互作用数值分析
轴 向载荷作用下桩 土相互作用数值分析
黄圣波 ，李勇泉
（ １ ． 中铁四院集团南宁勘察设计 院有 限公司 ，广西南 宁 ５ ３ ０ ０ ０ ３ ；２ ． 河南工业大学土木建筑学 院 ， 河南郑 州 ４ ５ ０ ０ ０ １ ）
关键词 轴向荷栽 ；桩一 土相互作用 ；Ｄｒ ｕ ｃ ｋ ｅ ｒ — Ｐ ｒ ａ ｇ ｅ ｒ 模型 ；接触模型
中圈 分类号 Ｔ Ｕ４ ７ ３ １ 文献标识码 Ａ 文章编号 １ ６ ７ ３ — ９ ６ ７ １ 一 （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ １ — ０ １ ９ ６ — ０ ２
１弓 ｌ 言
为是 ：
塑性应变垂直于塑性势面，其值大小确定公式为 ：
Ｇ
署 ｌ
ｊ
㈩
这里 为塑性因子 ，能由变形协调条件确定。
３ 桩一 土接触模 型
通 过 一定 的接触 形 式 及相 应 的参 数 考 虑桩 土 （ 岩 ）之 间的 摩
一
２ 土体模型
Ｄ ｒ ｕ ｃ ｋ ｅ ｒ － Ｐ ｒ ａ ｇ ｅ ｒ ￣ 型公 式 为 ：
Ｆ ＝ ｃ ｔ Ｉ 十 √ ， ２ 一 Ｙ ＝ Ｏ
１
。
２
（ １ ）
指的 是偏应力第
这里Ｉ ． 是主应力第一不变量；Ｊ ， ＝÷
二不变量，Ｓ ＝ ～ ÷ ， ｊ
力。
Ⅱ 和Ｙ 分别指的 是土的摩擦角和粘聚
对 于小 应 变公 式来 说 ，应变 率 通 常被 分 解为 弹性 和塑 性部 分
所组 成 。
＝
“
（ ２）
这种 应力 一 应 变关 系 能写作 ：
＝
Ｃ ｏ ｋ ／ （ 一 ）
桩的荷载传递分析的理论综述1资料
桩的沉降计算方法综述摘要：桩基础是一种常用的深基础形式，它由桩和桩顶的承台组成。
按桩的受力情况，桩分为摩擦桩和端承桩两类。
桩的沉降分为单桩和群桩两种沉降。
单桩受到荷载后，其沉降量由下述两部分组成:桩自身的压缩变形和桩底以下土层的压缩。
目前，计算单桩沉降量的计算方法主要有分层总合法、弹性理论法、荷载传递分析法、剪切变形传递法、数值计算法及其他简化算法，这些方法都是在一定的简化基础上考虑一种或几种因素对桩基沉降量的影响。
而对于群桩的沉降计算；当桩都为端承桩时，由于不需要考虑群桩效应，故可将单桩的沉降作为整个桩基础的沉降；当桩都为摩擦桩时，由于要考虑桩与桩之间的相互影响、承台的影响等。
其沉降计算方法有等代墩基法经验法、明德林一盖得斯法、建筑地基基础设计规范法等。
关键词：桩基础计算方法沉降现有方法评述分析1 单桩沉降的组成在竖向工作荷载作用下的单桩沉降由以下两部分组成[1]：(1)桩身混凝土自身的弹塑性压缩S s；(2)桩端以下土体所产生的桩端沉降S b；单桩桩顶沉降S。
可表示为：S。
=S s+S b现行规范通常假定桩身混凝土为弹性材料，用弹性理论进行桩身压缩计算。
桩端以下土体的压缩包括：土的固结压缩变形和钻孔桩的桩端沉渣压缩等。
除了土体的固结变形外，有时桩端还可能发生刺入变形(土体发生塑性变形)。
对固结变形可用土力学中的固结理论进行计算，固结变形产生的沉降，是随时间而发展的，具有时间效应的特征。
当桩端以下土体的压缩与荷载关系近似为直线关系时，也可以把土体视作线弹性介质，运用弹性理论进行近似计算。
对刺入变形目前还研究不够，无法很好预测[1I。
目前一般假定桩端位移和桩端力成线性关系。
另外，钻孔桩桩端沉渣也会产生压缩变形。
在工程上可根据荷载特点、土层条件、桩的类型来选择合适的桩基沉降计算模式及相应的计算参数。
沉降计算是否符合实际，在很大程度上取决于计算参数的选择是否正确。
2 各种单桩沉降计算方法的原理[1][2][3]2.1 荷载传递法荷载传递法亦称传递函数法，由Seed及Reese于1957年提出，它是目前应用最为广泛的简化方法，这种方法是从规定的荷载变形传递方式来计算桩对荷载的反应。
单桩承载力试验方法
单桩承载力试验方法说实话单桩承载力试验方法这事，我一开始也是瞎摸索。
我先尝试了静载试验，这个可是最常用的方法呢。
就是在桩顶上堆载重物，然后测量桩的沉降量。
这就好比你给一个人不断增加压力，看看他能承受多大压力而不倒下一样。
我当时第一次做的时候，犯了个大错，就是没有准确测量沉降。
我以为随便搞个尺子量量就行，结果数据乱七八糟的。
失败之后我就知道了，必须得用专门的测量仪器，而且要确保仪器安装得妥妥当当的。
还有就是加载的速度，这很有讲究。
我试过加载太快，结果桩还没反应过来呢，数据就已经不对了。
就像你给一个杯子倒水，一下子倒得太猛，水就会溅出来，测量就不准了。
要按照规范的速度慢慢加载，这样才能得到准确的沉降数据，根据这些数据就能分析出单桩承载力了。
后来又试了高应变法。
这方法听起来就比较高深，其实简单说就是用力去锤击桩顶，根据桩顶的响应来计算单桩承载力。
这里边最难的就是施加力的控制了。
一开始的时候，我搞不懂要用多大的力合适，要么力小了，数据没意义，要么力大了，差点把桩给锤坏了。
这就好比你打人，轻了他没感觉，重了就出大问题了。
后来看了很多资料，咨询了一些前辈，才知道这个力得根据桩的类型、大小等等因素来计算确定呢。
我也试过一些其他不太常用的方法，不过静载试验和高应变法是我觉得最值得深入研究的。
不管用哪种方法来测试单桩承载力，最重要的就是要细心。
一处小小的疏忽就可能让整个测试结果变得毫无意义。
而且在测试前得有个非常详细的计划，比如说要用到的仪器、设备提前检查好，人员要安排到位等等。
这些都是我摸爬滚打总结出来的经验，希望对你们有点用吧。
哦对了，在进行静载试验时，桩顶的处理也不能马虎。
我有次没清理干净桩顶的杂物就开始堆载了，这肯定也会影响测量结果的。
这就像你要在桌子上放东西称重，桌子上还有一堆垃圾，那称出来的重量肯定就不准确了。
所以说呀，每个环节都得注意，细节决定成败啊。
至于还有一些像动测法之类的，我没做过太多尝试，也不太确定这里面的具体门道，但我想也都是有着严格的操作要求的吧。
单桩竖向承载力试验方法
单桩竖向承载力试验方法
静载试验是很常用的一种呢。
就是在桩顶上堆载重物，或者用锚桩反力装置来给桩施加竖向压力，就像给桩来一场力量的考验。
想象一下，桩就像个坚强的小战士，要承受这些压力还稳稳当当的。
这个过程中呢，会用各种仪器来测量桩的沉降情况，看它在多大压力下开始有比较明显的沉降啦。
还有高应变法。
这方法有点酷哦，通过在桩顶施加一个高能量的冲击力，然后测量桩身的应力波传播情况。
就好比给桩来个突然的“小惊吓”，然后看它怎么反应。
根据应力波的反射和透射，就能算出单桩竖向承载力啦。
这就像是从桩的“应激反应”里找到它力量的秘密呢。
低应变法也不能少呀。
这个相对比较温柔啦，给桩顶施加一个低能量的激振力，然后检测桩身的完整性和判定桩身缺陷程度。
虽然它主要不是直接测竖向承载力，但能从侧面给咱一些关于桩的信息，就像给桩做个初步的“健康检查”，要是桩身都有问题，那竖向承载力肯定也会受影响啦。
自平衡法也很有趣呢。
它是在桩身内部设置荷载箱，然后利用桩体自身的重量和桩侧阻力来进行试验。
这就像是让桩自己和自己较劲儿，看看自己到底能承受多少竖向的力量。
这些试验方法都很重要哦。
工程师们就靠着这些方法来确定单桩竖向承载力，这样才能保证建在这些桩上的房子啊、桥啊稳稳当当的。
要是没有这些测试，那可就像在不踏实的地基上盖房子，多危险呀。
就像我们穿鞋子得知道鞋子能承受多大的重量，不然走路走着走着鞋就坏了。
桩的竖向承载力试验也是这个道理，都是为了安全和稳定呀。
建筑讲座：桩基础沉降的计算
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桩侧负摩阻力的危害
• 可见，桩侧负摩阻力的发生， 将使桩侧土的部分重力和地面 荷载通过负摩阻力传递给桩， 因此,桩的负摩阻力非但不 能成 为桩承载力的一部分．反而相 当于是施加于桩上的外荷载， 这就必然导致桩的承载力相对 降低、桩基沉降加大。
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二、负摩阻力的计算
1．单桩负摩阻力的计算
(1)中性点的位置 中性点的位置取决于桩与桩侧土的相对 位移，原则上应根据桩沉降与桩周土沉降相 等的条件确定。 要精确计算中性点的位置是比较困难的， 目前多采用近似的估算方法，工程实 测表明，在可压缩土层 L0 的范围内， 中性点的稳定深度Ln是随桩端持力层 的强度和刚度的增大而增加的，其深 度比 Ln / L0 可按下表的经验取用。
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(3) 下拉荷载的计算
下拉荷载 Fn为中性点深度 Ln 范围内 负摩阻力的累计值，可按下式计 算：
Fn u p lni ni
i 1
n
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2 ．群桩负摩阻力的计算
对于桩距较小的群桩，群桩所发生的负摩阻力因 群桩效应而降低，即小于相应的单桩值，这种 群桩效应可按等效圆法计算
群桩中任一单桩的下拉荷载：
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(3)“m”法：假定kx随深度 成正比地增加，即是 kx=mz。我国铁道部门 首先采用这一方法，近 年来也在建筑工程和公 路桥涵的桩基设计中逐 渐推广。
不同群桩沉降计算方法在崇明岛水闸工程中的应用分析
———————————————————————作者简介:章笑（1989-），男，江苏新沂人，专业室副主任，工程师，研究方向为水利水电工程水工结构。
0引言该水闸位于上海市崇明岛南沿，属于长江堤防一线控制口门，采用预制桩基础，按照水闸设计规范的要求需要进行桩基沉降计算。
《建筑地基基础设计规范》《建筑桩基技术规范》及上海市地基基础设计标准计算桩基沉降的主要方法都是单向压缩分层总和法，但是关于土中附加应力的计算方法尚不统一，本文通过各方法的计算沉降结果与实测成果对比分析，研究各方法在本地区的适用性。
1群桩沉降计算理论1.1群桩的沉降特性和影响因素群桩效应不仅对于桩侧、桩端阻力的发挥有重要影响，更重要的是影响桩基沉降。
常规桩距条件下，由于桩基应力叠加导致桩端平面以下的应力水平相较于单桩明显提高，压缩层厚度随之加深，导致群桩的沉降量和延续时间都明显大于单桩。
总体而言，群桩的沉降由桩间土压缩变形和桩端沉降组成，这两种变形占总沉降量的比例同土体性质、桩基布置形式、荷载作用方式、成桩工艺及承台等因素有关。
对于均匀的黏性土，桩端沉降占比随土质变硬而增大；随着桩间距的增大，桩端沉降占比逐渐减小，桩间土的压缩变形随桩距增大而增大，当桩距超过6倍桩径时，群桩沉降以桩间土的压缩变形为主；对于小桩距群桩（2~3d ）在工作荷载下，桩间土基本不发生竖向压缩（粉土）或者在桩端以上1/3~1/4桩长范围发生一定压缩变形（软土），而对于大桩距群桩，加载时即出现桩间土压缩；随着桩土模量比的增加，总沉降逐渐减小，而桩端沉降反而有所增加，桩间土的压缩变形占比急剧减小，当桩土模量比大于500时，桩间土压缩变形占比已经很小，常规设计的桩基，桩土模量比在500~3000之间，桩身压缩占比很小，群桩沉降主要由桩端沉降组成。
由此可见，群桩沉降是一个非常复杂的问题，受多方面因素的影响，目前还没有一种适用于所有情况的通用的群桩沉降计算方法，多是半理论半经验方法。
桩筏基础的相互作用系数解法及参数分析
桩筏基础的相互作用系数解法及参数分析
桩筏基础是在地基和建筑物的基础上的一种支护结构，它是由桩和筏组成的一个结构体系，主要用于支撑地基、桥梁、隧道、堤坝等建筑物。
桩筏基础可以承受巨大的荷载，承受地基沉降和桩桩体沉降的作用，因而被广泛应用于土木工程建设中。
桩筏基础的相互作用系数解法是指用于计算桩筏基础的力学特性的一种方法。
它使用特定的参数来计算桩筏基础的抗滑力，桩筏基础的弯矩、抗拔力、抗滑力和桩的抗拔力等。
它可以用来计算桩筏基础的抗滑力，抗拔力和抗弯力，从而给出其最佳的设计方案。
桩筏基础的参数分析是指在进行桩筏基础设计时，确定桩筏基础的参数，以使其能够承受设计荷载。
参数分析要求在设计前，确定桩桩体的质量、尺寸、质量等参数，以保证桩筏基础的安全可靠性。
在进行桩筏基础参数分析时，还必须考虑到基础的受力特性和桩的抗拔能力，以及桩的抗滑能力。
桩筏基础的相互作用系数解法和参数分析是评估桩筏基础的重要工具。
通过对桩筏基础的相互作用系数解法和参数分析，可以确定基础的最佳设计方案，从而保证桩筏基础的安全性和可靠性。
只有通过正确的参数分析，才能保证桩筏基础的正确性和可靠性。
桩基工程 第六章 水平受荷桩
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6.2.4 试验成果整理 单桩水平静载试验成果，为了便于应用与统计，宜整理成表 格形式，并绘制有关试验成果曲线。除表格外还应对成桩和 试验过程中出现的异常现象作补充说明。主要的成果资料包 括以下几个方面：
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6.2.5 单桩水平临界荷载的确定
6.2.6 单桩水平高桩周土抗力 当工程设计确定了桩基础场地并通过论证确定了桩型和 桩的尺度并采取提高桩或桩基础刚度和强度的措施后，还可 通过地基改良以提高桩周土的抗力。桩周土愈密实，桩—土 体系的承载力将愈高，变形将减少。 由于影响水平承载桩承载力及变形的主要是地面以下深 度为3～4倍桩径范围内的土，因此改良加固的土不必达到桩 的底部，仅加固到达地面以下0~6m的范围内即可。 据经验，桩的打入对桩周砂土的挤密影响范围在横向可 达到3～4倍桩径处，对黏性土可达到1倍桩径处。故加固改 良土的径向范围应大于此值。
6.2.3 试验方法 单向单循环水平维持荷载法的加卸载分级，试验方法及稳定标准与 单桩竖向静载试验的规定相同。下面介绍单向多循环加载法。 1．加载和卸载方法 单向多循环加载法的分级荷载应小于预估水平极限承载力或最大试 验荷载的1／10。每级荷载施加后，恒载4min后可测读水平位移，然后 卸载至零，停2min测读残余水平位移，至此完成一个加卸载循环。如此 循环5次，完成一级荷载的位移观测。试验不得中间停顿。 2．终止加载条件 《建筑基桩检测技术规范》(JGJl06—2003)对终止加载条件均作了规定， 当出现下列情况之一时，可终止加载： l）桩身折断； 2）水平位移超过30～40mm(软土取40mm)； 3）水平位移达到设计要求的水平位移允许值； 4）水平荷载达到设计要求最大值。
当桩径大于15m时群桩的水平位移下降幅度有所减小因此增加桩径是减少群桩水平位移的有效方尽管随着桩径的增大位移场的群桩效应系数有缓慢增加但是总体上桩径增长时位移场群桩效应几乎不变因此桩径的增大对群桩效应的影响可以忽略不计在抗水平力群桩设计中可以不计桩径变化对位移场的影响
基于相互系数法的群桩沉降的推算
【 关键词】 单桩； 群桩； 曲线； 沉降； 有限元； 相互作用系数
【 Ｋ ｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ］ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ ｐ ｉ ｌ ｅ ； ｐ ｉ ｌ ｅ ｓ ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ ｓ ； ｃ ｕ ｒ ｖ ｅ ； ｓ ｅ ｔ ｔ ｌ ｍｅ ｅ ｎ ｔ ； ｉ ｆ ｉ ｎ ｔ ｅ ｅ ｌ ｍｅ ｅ ｎ ｔ ； ｎ ｉ ｔ ｅ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ
基础工程设计 ｌ
ｒ 酣 ｅ Ｏ ｅ ， ／ ￣ ｔ ｈ ｅ Ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ Ｉ
基 于相 互系数法 的群桩 沉降 的推算
胡哲
（ 湖 南省 电力勘测设计院 ， 长沙 ４ １ ０ ０ ０ ７ ）
Ｃａ ｌ ｃ ｕｌ ａ ｔ ｅ ｓ ｔ ｈｅ Ａｖ ｅ ｒ ａ ｇ ｅ Ｓ ｅ ｔ ｔ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｐｉ ｌ ｅ ｓ Ｇｒ ｏ ｕｐ ｓ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈｅ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｆａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ
【 摘 要】 在单桩荷栽曲线的基础上， 采用相互系数法预估和推算群桩的平均沉降。 主要展开 了以下研究。 首先应用有限元对桩桩
相 互 系数进行数值分析 ， 建立 了桩桩相互 系数的有限元模型 ， 并在此基础 上， 以群桩为模型 ， 通过数据 回归提 出推求桩桩相 互系数的
简略公式。其次 由单桩沉降可分为可恢复 的弹性部分和不可恢复 的塑性部分， 在 推算群桩 的平 均沉 降时只考 虑弹性沉降部分的叠
桩基沉降文献综述
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Tianjin University
1. 单桩沉降计算理论
（3）剪切变形传递法
Cooke（1974）提出了 Cooke（1974） 摩擦桩荷载传递物理模型， 摩擦桩荷载传递物理模型， 如图所示。 如图所示。假定当荷载水 较小时， 平P/Pu较小时，桩在轴向 荷载P作用下沉降较小， 荷载P作用下沉降较小， 桩与土之间不产生相对位 因此， 移，因此，桩沉降时周围 土体也随之发生剪切变形， 土体也随之发生剪切变形， 剪应力τ 剪应力τ从桩侧表面沿径 向向四周扩散到周围土体 中。
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Tianjin University
2. 群桩沉降计算理论 群桩沉降概述： 一、群桩沉降概述：
变形性状是桩、承台、 变形性状是桩、承台、地基土相互影响的结果 高承台群桩，侧摩阻力的荷载传递过程仍与单桩相近， 高承台群桩，侧摩阻力的荷载传递过程仍与单桩相近，即 遵循随着荷载增大侧摩阻力从桩顶开始逐步向下发挥。 遵循随着荷载增大侧摩阻力从桩顶开始逐步向下发挥。 侧摩阻力从桩顶开始逐步向下发挥 低承台群桩，由于承台与其下，使得桩、承台、 低承台群桩，由于承台与其下，使得桩、承台、地基土之 间的相互作用趋于复杂。 间的相互作用趋于复杂。承台不仅限制了桩上部的桩土相 对位移，从而使桩上部的侧摩阻力减小， 对位移，从而使桩上部的侧摩阻力减小，而且还改变了荷 载传递的过程，即随着外荷载的增大，侧摩阻力从桩中、 载传递的过程，即随着外荷载的增大，侧摩阻力从桩中、 下部开始逐步向上和向下发挥。 下部开始逐步向上和向下发挥。同时承台底面接触应力也 改变了地基土和桩的受力状态， 改变了地基土和桩的受力状态，进而影响侧摩阻力的端部 阻力。 阻力。
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Tianjin University
1. 单桩沉降计算理论 单桩刚柔性分析： 单桩刚柔性分析：
土木工程师-专业知识(岩土)-深基础-4.6桩基沉降计算
土木工程师-专业知识（岩土）-深基础-4.6桩基沉降计算[单选题]1.关于《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—2008）中等效沉降系数说法正确的是()。
[2009年真题]A.群桩基（江南博哥）础按（明德林）附加应力计算的沉降量与按等代墩基（布奈斯克）附加应力计算的沉降量之比B.群桩沉降量与单桩沉降量之比C.实测沉降量与计算沉降量之比D.桩顶沉降量与桩端沉降量之比正确答案：A参考解析：根据《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—2008）第2.1.16条规定，桩基等效沉降系数是指弹性半无限体中群桩基础按Mindlin（明德林）解计算沉降量ωM与按等代墩基Boussinesq（布辛奈斯克）解计算沉降量ωB之比，用以反映Mindlin解应力分布对计算沉降的影响。
[单选题]2.依据《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—2008），正、反循环灌注桩灌注混凝土前，对端承桩和摩擦桩，孔底沉渣的控制指标正确的是()。
[2009年真题]A.端承型≤50mm；摩擦型≤200mmB.端承型≤50mm；摩擦型≤100mmC.端承型≤100mm；摩擦型≤50mmD.端承型≤100mm；摩擦型≤100mm正确答案：B参考解析：根据《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—2008）第6.3.9条规定，钻孔达到设计深度，灌注混凝土之前孔底沉渣厚度指标应符合下列规定：端承型桩≤50mm，摩擦型桩≤100mm，抗拔、抗水平力桩≤200mm。
[单选题]3.根据《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—2008）的相关规定，下列关于灌注桩配筋的要求中正确的是()。
[2009年真题]A.抗拔桩的配筋长度应为桩长的2/3B.摩擦桩的配筋应为桩长的1/2C.受负摩阻力作用的基桩，桩身配筋长度应穿过软弱层并进入稳定土层D.受压桩主筋不应少于6Φ6正确答案：C参考解析：ABC三项，根据《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—2008）第4.1.1条第2款规定，配筋长度应符合下列规定：①端承型桩和位于坡地、岸边的基桩应沿桩身等截面或变截面通长配筋；②摩擦型灌注桩配筋长度不应小于2/3桩长，当受水平荷载时，配筋长度尚不宜小于4.0/α（α为桩的水平变形系数）；③对于受地震作用的基桩，桩身配筋长度应穿过可液化土层和软弱土层，进入稳定土层的深度不应小于本规范第3.4.6条规定的深度；④受负摩阻力的桩、因先成桩后开挖基坑而随地基土回弹的桩，其配筋长度应穿过软弱土层并进入稳定土层，进入的深度不应小于2～3倍桩身直径；⑤专用抗拔桩及因地震作用、冻胀或膨胀力作用而受拔力的桩，应等截面或变截面通长配筋。
单桩及群桩的波流力特性研究
概述：随着海洋工程建设的不断扩大和深入，单桩及群桩的波流力特性研究成为越来越受关注的研究领域。
本文将简要介绍单桩和群桩波流力的研究现状，探讨影响这两种结构物波流力的因素，并阐述未来研究方向。
一、单桩波流力特性研究1、研究现状单桩波浪力研究主要集中在两个方面：一是波浪通过桩的反射和透过、散射，以及桩对流体运动的干扰等现象；二是桩身上的局部涡、涡脱落和剪力层等流场特性。
目前的研究大多数基于二维理论模型，使用（CFD）计算流体力学方法和数值模拟，尽管这些模型已经成为当今研究中的标准方法和最主要的手段，但这种方法存在模拟误差与时间开销等问题。
2、影响因素单桩波流力特性的主要影响因素大致可分为以下几个方面：(1)水深和波浪特征：水深、波高、波长、波浪谱型等决定了波动的性质，对桩的波浪力有要素关系。
(2)桩的几何形态：桩的截面形状、长度以及桩的倾斜角度等都会影响桩的波流力特性。
(3)流体力学特性：包括动量、流量、流速等参数，决定了桩体和液体的交互作用。
(4)周围环境特性：包括淤泥、海草、海底地形等环境特征，与桩的密切接触或湍流涡旋等都可能导致桩身受到额外的波浪力。
二、群桩波流力特性研究1、研究现状群桩与单桩相比具有更复杂的波流力特性。
目前，研究群桩波流力主要采用实验、数值模拟等方法，主要研究内容包括群体中桩间相互作用的特征、桩列在不同流场下的振动和自激振动等。
在实验方法中，测试模型通常采用缩尺模型，而数值模拟则采用CFD 方法和有限元方法等。
2、影响因素群桩波流力特性的影响因素也非常复杂，可能会与单桩的影响因素有所重叠。
一些常见因素如下：(1)桩间距离和桩列密度：群体中桩的密度和相互距离是影响波浪力的重要因素。
(2)流速、流向、流线曲率以及结构物姿态等流体力学特征。
(3)群桩周围环境特性：藻类、底泥和其它环境因素都可能对波浪力产生影响。
未来研究方向：未来研究的方向趋势主要集中在以下三个方面：(1) 渐进理论和小幅度颤动(2) 流固耦合模型和大涡模拟(3) 群桩系统的振动响应和减振特性的研究总结：单桩和群桩的波流力特性研究是当前海洋工程领域的热门课题，目前采用多种方法进行研究。
案例探讨单桩群桩沉降计算方法
案例探讨单桩群桩沉降计算方法1. 桩筏基础设计理论分析1.1 弹性地基梁板模型中的单桩及群桩刚度计算对于桩筏基础，由于桩-桩、桩-土相互作用机理复杂，其沉降变形性状与桩数、桩长、桩间距、桩土刚度比等因素密切相关。
为了使设计人员更加方便使用与理解，软件自動按照规范方法根据地质资料计算单桩刚度，本工程可利用实测Q-S曲线单桩刚度进行修改。
程序采纳群桩最新科研成果自动将单桩刚度转换成群桩中的单桩刚度，并可以根据规范的方法考虑桩间土的分担百分比及土的等效基床系数。
（1）单桩刚度的计算调整。
单桩刚度是桩顶发生单位变位所提供的反力，这里指的单桩刚度包括竖向刚度与弯曲刚度，可以参见《桩基规范》附录C 进行计算。
（1）式中：--桩身轴向压力传布系数，也可根据静载试验Q-S曲线按式（2）计算：（2）式中：Qa 、Sa --为单桩使用荷载和使用荷载下的沉降；--为试桩沉降完成系数，对于持力层为砂土，=0.8；粘性土和粉土=0.6-0.7，饱和软土=0.4-0.5。
（2）考虑群桩共同作用的单桩刚度计算。
为了得到群桩中的单桩刚度，可以从沉降角度进行分析。
基于两根桩竖向位移相互影响的分析，采用叠加原理扩展至群桩的沉降的计算，并用相互影响系数来描述二桩沉降的相互影响。
通过考虑与桩的长径比1/ d 、桩距比aS / d 、桩土相对刚度K（K = Ep / Es ）、土层厚度等因素。
通过沉降比法计算群桩沉降，利用上述二桩见相互影响系数进行迭加，可求得刚性承台一定排列形式的群桩的沉降比。
（3）改正沉降比法确定群桩放大系数Cs 。
从工程实践表明，根据沉降比计算的桩筏沉降的方法计算结果偏大。
沉降比法是基于弹性理论，由于实际桩之间的影响范围是有限的，为了更好反映实际情况，将沉降比法进行修正，采取放大系数Cs ，如公式（3）、公式（4）。
该式系按桩侧土变形传递函数为自然对数，影响范围为15d 确定。
（3）（4）1.2 倒楼盖模型中的单桩及群桩刚度计算对于单桩及群桩的假设与上述方法一样，所不同的是假设筏板不变形，根据上部结构总荷载及桩刚度，可求解出桩反力，将桩反力作为外加荷载，底层柱及墙作为支座进行有限元计算。
有关单桩与群桩波浪力的探讨
Ｆ ＝ ｄ Ｆ ＝ ｃ
＝ ｄ Ｆ ： Ｃｅ ｐ Ｄ
Ｉ ｄ ｚ ＋ ｃ 鲁 出 。
ｚ 出 ＋Ｃ ． ｐ Ａ ｄ ｚ 。
点为 ｚ 轴位置 ， 由于波 向与 轴平行 ， 因而倾斜桩柱 上不 同 。 值处 的相位可将倾斜桩柱在 轴上 的投影长度计算得 到 ：
柱的直径 相 对于波长 很小时 ， 在波 浪传播过程 中桩柱 的存 在 不会对其产生影响 ， 因此只考虑入射 问题 。根据 方程有 两部分 作 用力作用在桩 柱 上 ： 由于水 质点 的运 动而 冲击 桩 柱 引起 的拖 拽
ｅ ＞１ ． ５×１ ０ 时， 可取 Ｃ ＝ ０ ． ２ （ 即Ｒ ｅ ， 一。 。 时， ｃ ｊ 一０ ． ２ ） 。 力， 是由流体质点水 平 向速度项 引起 的 ； 由于 波浪水 质点 的运 动 而当 Ｒ 另外 ， 当 ｋ ／ Ｄ： ３×１ ０ 时 ， Ｃ 同 无关 ， 可以用光 滑圆柱的结果。 而对桩柱产生 的惯性力 ， 是 由流体质点水平 向加速度项 引起 的。
Ｊ 出 ＝÷ｃ ｆ ｐ Ｄ ｆ ｕ 一（ ２ ｚ ） 出 。
波浪的正 向力 和横 向力是 同时作 用 与试 验构件 的强 迫振 动 的有 关 因素 由于群 桩与单桩具 有不 同特 性 的波 浪力 。因此通 过相关 的影 响 动的流体试验 中 Ｓ 考虑在 内， 同时也将构件 的存在对环绕 构件 的绕 流所 产生的 障碍 值 对其波浪力进行确定 。
１ 单桩
根据桩柱截面与波长 的相对 大小 ， 可 以将桩柱 分为小 尺度 构
件（ 即Ｄ ／ Ｌ ＜ ￣Ｏ ． ２时 ） 和大尺度 构件 （ 即Ｄ ／ Ｌ＞０ ． ２时 ） 。对于小 尺
单桩承载力计算方法
单桩承载力计算方法嘿，咱今儿就来聊聊单桩承载力计算方法这档子事儿。
你说这单桩承载力，那可太重要啦！就好比是一个大力士，得知道自己到底能扛起多重的东西，不然稀里糊涂地去干活儿，那不就得出乱子嘛！计算单桩承载力的方法呢，就像是一把钥匙，能帮我们打开了解桩基础能力的大门。
咱先说说静载试验法吧。
这就好比是真刀真枪地去测试，把重物实实在在地压在桩上，看看它到底能撑住多少。
这可是最直接、最靠谱的办法，就像你要知道自己能跑多快，那就直接去操场上跑一圈试试呗！不过呢，这个办法也有点麻烦，费时间又费精力。
还有经验公式法呢，这就像是老祖宗传下来的秘方。
根据以往的经验和数据，总结出一些公式来计算。
虽然不是百分百准确，但也能给个大概的范围呀。
这就好比你知道了一般人的饭量，那你就能估摸出一群人大概要吃多少饭啦。
再说说动力试桩法。
这就有点像听声音猜东西，通过桩在受到动力作用时的表现来推测它的承载力。
就像听一个人唱歌，你能大概猜到他的肺活量咋样。
每种方法都有它的特点和适用情况，就跟人穿衣服一样，得选合适的。
你总不能大热天穿棉袄，大冬天穿短袖吧！咱在实际工程中，可不能死脑筋只用一种方法。
就好比你去买东西，不得货比三家呀！多试试几种方法，相互印证一下，这样心里才更有底嘛。
比如说，要是只用静载试验法，万一遇到特殊情况，那不是傻眼了？要是光靠经验公式法，那要是碰到新情况，老经验可不顶用啦。
所以呀，咱得灵活运用，就像孙悟空一样，有七十二变，啥情况都能应对。
哎呀呀，这单桩承载力计算方法可真是个大学问！咱可得好好研究，认真对待。
不然盖出来的房子不结实，那可就麻烦大啦！咱可不能拿安全开玩笑，对吧？你想想，要是房子摇摇晃晃的，那住得能安心吗？所以呀，这计算方法可得搞清楚，弄明白，让我们的建筑稳稳当当的，给大家一个安全可靠的家！这就是咱搞工程的责任呀！你说是不是这个理儿呢？。
利用单桩P—S曲线预测群桩沉降
利用单桩P—S曲线预测群桩沉降
阳吉宝
【期刊名称】《建筑技术开发》
【年(卷),期】1995(022)004
【摘要】本文把分形理论引入桩土共同作用的研究，根据单桩静载试验的Ｐ－Ｓ曲线，导出群桩基础沉降预测公式。
【总页数】2页(P10-11)
【作者】阳吉宝
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TU473.1
【相关文献】
1.由单桩静载试验曲线推求群桩沉降研究 [J], 董光辉
2.用单桩沉降估算群桩沉降的计算方法 [J], 张乾青;张忠苗
3.单桩荷载-沉降曲线拟合及极限承载力预测 [J], 朱文霞;杜勇立
4.单桩荷载与沉降关系曲线的神经网络预测方法 [J], 王成华;李武君
5.楔形单桩与群桩非线性荷载-沉降曲线计算方法 [J], 李镜培;陈浩华;李林;操小兵因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
桩端土强度对桩侧摩阻力增强效应研究
桩端土强度对桩侧摩阻力增强效应研究苏美选;林智勇【摘要】基于试验资料及数值模拟方法,分析研究了桩端土强度对桩端附近侧摩阻力的影响。
结果表明,高强度的桩端岩土层及较大的桩顶荷载,其桩侧摩阻力在桩端附近存在增强效应,同时,对该增强效应产生机理进行了解释。
%Based on the test data and numerical simulation,the influence of soil strength at pile tip on pile shaft resistance was analysed and studied.It was shown that a so-called strengthen effect of pile shaft resistance would occur at pile tip for high strength【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2011(037)023【总页数】2页(P71-72)【关键词】桩端土强度;侧摩阻力;增强效应;数值模拟【作者】苏美选;林智勇【作者单位】福州海峡职业技术学院建筑工程系,福建福州350014;福建工程学院土木工程系,福建福州350108【正文语种】中文【中图分类】TU473.10 引言根据现行桩基规范［1］，桩的承载力为桩侧摩阻力和桩端阻力之和，其二者是相互独立、互不影响的。
其中，桩侧摩阻力只与桩周土及其状态、埋深和成桩方式等因素有关，在以上因素确定的情况下，则认为侧摩阻力为一定值。
然而，一系列室内外试验资料［2-4］均表明，桩侧摩阻力与桩端阻力之间存在一定的耦合关系:在同样的桩侧土层条件下，高强度的桩端岩土层上的单桩所测得的桩侧极限摩阻力在局部有一定的提高;随着桩顶荷载的增加，桩端附近桩侧摩阻力也有所增强。
若能利用这种增强效应，较之现行规范的计算方法，能更好的挖掘出桩的承载力，对于理论研究和实际桩基工程优化设计都有着重要的意义。
单桩载荷试验新方法
单桩载荷试验新方法
封芝莲
【期刊名称】《工业建筑》
【年(卷),期】1993()4
【摘要】1 前言目前在世界范围内有动、静两种载荷试验手段。
静载荷试验是一种可信度高的确定承载力的方法,但这方法耗资大、费工费时;另一种是依据波动理论的动载试验方法,该法较静载试验经济、快速。
但是,目前动、静载两种试验方法对比分析资料略显不足,也不象静载试验那么直观。
另外,二种试验方法均对桩头产生很大的冲击力。
【总页数】3页(P53-55)
【关键词】单桩;载荷;试验
【作者】封芝莲
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TU473.1
【相关文献】
1.复合地基单桩载荷试验推算大型载荷试验的方法 [J], 梁军
2.单桩载荷试验与复合地基大型载荷试验的相关性 [J], 梁军
3.静力触探估算预制桩单桩极限承载力与载荷试验的对比分析 [J], 赵勇刚
4.钻孔灌注桩单桩静载荷试验研究 [J], 马文龙;牛兵;张晓波;苏立保;白逸洁
5.预埋载荷箱单桩静载试验中载荷板受力分析计算 [J], 谭奇;曹光暄
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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载时，即桩周土处于线弹性变形阶段时，该受荷桩 j 对桩 i 的影响保持不变；当荷载继续增大时，桩周土 进入塑性状态，桩土之间产生滑移，相互作用系数发 生大幅的降低，表明该桩对它桩的影响大为减小；当 Q-S 曲线进入陡降段时，土体亦达到极限状态，对应 的相互作用系数又逐渐趋于稳定并接近 0，此时桩体 之间不再相互影响。对于不同的桩间距 sa（3d、4d、 6d、9d、15d、20d） ，相应的双桩相互作用系数存在类 似的分布规律；且随着桩距径比的增大，相互作用系 数均逐渐变小。以上这些与实测[1]与数值计算[6]揭示 的规律基本一致。
网络出版时间：2015-08-20 15:29:52 网络出版地址：/kcms/detail/32.1124.TU.20150820.1529.028.html
由单桩载荷试验推算群桩沉降的相互作用系数法
林智勇
(1. 福建工程学院
1,2
，戴自航
*2,3
土木工程学院，福州 350118；2. 福州大学 岩土工程研究所，福州 350108；3. 卧龙岗大学 土木、采矿与环境工程学院， 澳大利亚 新南威尔士洲 2522.)
Abstract: In traditional interaction factor method, only the elastic settlement of piles group could be calculated, and the interaction factors are significantly greater than the real results. Using 3D numerical simulation method to fit the the load-settlement curve of the single pile, the elastic parameters of soil and pile-soil interface parameters were determined through the elastic and elasto-plastic analyses. Then by establishing a two-pile model, the influences of various parameters such as the load level on pile top, ratio of pile spacing with pile diameter, modulus ratio of pile with soil, modulus ratio of pile tip soil with surrounding soil, pile slenderness ratio, and existence of the third pile between two piles, ect. on the interaction factors were analyzed, and a polynomial curve was used to fit the results. Based on the results of numerical analysis and field test, a method of using single pile load test to calculate pile groups’elastic and elasto-plastic settlement in the interaction factor method was proposed so that this method was extended to compute the nonlinear settlement of piles group. Analysis of an engineering case shows that load-settlement curve computed by present method agrees well with the measured results, and the present method can save a large amount of computing time than conventional numerical simulation and is suitable for the analysis and design of large-scale piled raft foundation with large pile spacings. Key words: static load test of single pile; interaction factor ; three dimensional numerical analysis; pile group settlement
摘
要：传统的相互作用系数法只能计算群桩的弹性沉降，且所得相互作用系数也明显偏大。采用三维数值方法拟合
单桩荷载-沉降曲线，通过弹性及弹塑性分析确定土的弹性参数和桩-土弹塑性接触面参数；由此建立双桩模型，计算分 析了桩顶荷载水平、桩距径比、桩端土-桩周土模量比、桩-土模量比、桩长径比、桩-桩之间存在第三桩等因素对相互 作用系数的影响，并利用多项式回归拟合；根据数值分析及实测结果，提出了在相互作用系数法中利用单桩载荷曲线 分析群桩线弹性和非线性沉降的方法，将相互作用系数法扩展至群桩沉降的非线性计算上。算例分析表明，本文计算 结果与实测值吻合较好；较常规的数值模拟，节省了大量的运算机时，可用于大规模的较大桩距桩筏基础的分析计算。 关键词：单桩载荷试验；相互作用系数；三维数值分析；群桩沉降 中图分类号：TU473 l-sir@ 文献标识码：A 作者简介：林智勇(1982– )，男，在读博士研究生，讲师，主要从事桩基理论计算与数值分析的教学与科研。E-mail:
0
引
言
长期以来，群桩基础的沉降计算是岩土工程领域 的一个热点和难点。目前，常见的计算方法有剪切变 形法、荷载传递法、弹性理论法及数值分析法等[1]。 其中以数值分析法最为有效，能够考虑众多因素的影 响，但其建模复杂，计算量大，计算参数取值困难，
如土体本构关系、弹性参数、桩-土接触面等，这些都 制约它的工程应用；其它方法在具体应用于工程时亦 存在许多困难，于是出现了许多的简化计算方法。其
验 Q-s 曲线在数值计算反分析土体弹性参数及桩-土 接触面参数、以及在相互作用系数法计算群桩非线性 沉降两个方面上的应用。
1
1.1
相互作用系数影响因素数值分析
计算模型的建立及参数的选取 为了分析不同条件下的相互作用系数变化规律， 先以一个简单的算例为例，在 FLAC3D 平台上，建立 两根桩的三维计算基本模型，如图 1。
─────── 收稿日期： *通讯作者
中以 Poulos 相互作用系数法[2]最具代表性。它将土视 为弹性连续体，引入两桩相互作用系数的概念来表征 两桩间的相互影响，采用叠加原理扩展至群桩的沉降 计算中。该法概念明确，计算简便，受到后来许多分 析方法所采用。但它基于弹性理论，只适用于弹性分 析，且确定的相互作用系数偏大，夸大了桩土的相互 作用，沉降计算结果亦偏大[1]。因此，能否合理地确 定数值计算参数，确定合理的相互作用系数，进而能 否利用相互作用系数法进行群桩沉降的非线性分析， 均直接关系着该法计算群桩沉降的精度。 CAO Ming[3]采用虚拟桩法， 利用 Mindlin 位移解， 考虑了群桩在土中的加筋效应， 推导出求解桩-桩相互 作用系数的第二类 Fredholm 积分方程数值解。 汪文彬 [4] [5] 、RUSSO 分别采用有弹性有限元法，通过大量的计 算，并通过数据回归分析，拟合出与桩距径比等因素 相关的相互作用系数简化公式。以上都只考虑桩土的 弹性分析，未涉及到桩土的塑性状态计算。戚科骏等 [6] 采用考虑桩土弹塑性接触的三维有限元计算了桩 桩相互作用系数，结合相互作用系数法得到了高承台 群桩的沉降，但在计算桩基非线性变形时，仍采用弹 性阶段的相互作用系数，计算结果偏小。孙晓立[7]根 据荷载传递法和 Mindlin 理论，考虑桩的加筋作用， 推导了桩-桩相互作用系数，并假定单桩荷载- 沉降曲 线为双曲线函数，拟合实测载荷试验数据，较好地模 拟桩土的非线性接触。 CAPUTO[8]在火山砂地基上进行了不同桩间距 的两桩相互作用试验，结果发现，受荷桩的荷载-沉降 曲线呈非线性特性， 而临近的无荷桩荷载-沉降曲线为 线性分布。刘金砺，王涛[1]在粉质粘土及粉土地基上 分别进行了高承台双桩基础试验， 测得了不同长径比、 桩间距的桩-桩相互作用系数，结果表明，实测的桩桩相互作用系数远低于Poulos弹性理论解；相互作用 系数随桩间距增大衰减很快，当桩间距增至6倍桩径 时，相互作用系数已变得很小。 由于现场工程地质条件的差异性， 开展桩-桩相互 作用系数试验进行桩基础设计是不切合实际的；但若 能充分利用单桩载荷试验数据及数值分析法反算土的 弹性参数及桩-土接触面参数， 进而建立不同间距的双 桩模型，则求得的相互作用系数将更为合理，由此计 算的群桩沉降也将更准确。而且，对于大规模群桩， 这样既避免了直接建立群桩模型带来的工作量大、运 算机时长的不足，又可充分利用相互作用系数法的简 便快速。 下文将首先采用三维数值分析程序建立简单算例 模型， 全面分析不同因素影响下桩-桩相互作用系数的 变化规律，并建立回归公式；然后探讨了单桩载荷试
Interaction factors method of piles group settlement calculation by static load test of single pile
LIN Zhi-yong1, 2，DAI Zi-hang*2, 3
(1. College of Civil Engineering, Fujian University of Technology, Fuzhou 350118, China; 2. Institute of Geotechnical engineering, Fuzhou University, Fuzhou 350108, China; 3. School of Civil, Mining and Environmental Engineering, University of Wollongong, NSW 2522)