根据冻土与混凝土圆柱间冻结强度试验,得出冻土温度对冻结强度影响强烈的特点。将混凝土灌注桩、桩周冻土及桩土接触面简化成有限元集合体,编制了三维非线性有限元程序。计算的荷载-沉降曲线与漠河多年冻土区现场试验荷载-沉降曲线吻合程度良好,验证了该模型的适用性;对不同的冻土温度、桩径、桩长等因素进行了参数影响分析,得到对桩承载力影响规律,并相应地提出提高多年冻土地区单桩承载力的设计原则。
依据侧向冻结力试验无厚度的非线性接触面单元模拟桩土界面,采用双曲线非线性模型冻土本构关系编制三维非线性有限元程序.数值分析得P-s曲线与现场静载试验P-s曲线吻合程度良好,结果表明:桩周冻土温度、桩径、桩长强烈影响着桩侧冻结力的分布状态,得到桩侧冻结力的分布影响规律;增大桩径是提高工程桩承载力、减小沉降量的有效措施;增大设计桩长对提高工程桩承载力贡献较小.
应用非线性有限元理论,用ANSYS软件分别对多年冻土地区直孔桩、扩底桩的桩-土相互作用进行了数值模拟分析,并将有限元计算结果与现场试验结果进行了比较分析。
考虑大气温度、水文地质条件、混凝土入模温度、冻土初始地温场的影响及相变效应,以传热学为基础,给出了冻土区桥梁群桩基础地温场控制微分方程、边界和初始条件,及其空间分析有限元计算模式。结合青藏铁路冻土区某桥梁工程实例对群桩回冻过程温度场进行了计算,将计算值与实测数据进行了对比,提出了回冻率的概念,并对回冻过程及前景进行了分析。
以冻土与扩大台基作为一个整体结构，将各向弹性模量及泊松比随温度、水分、应力变化的冻土视为正交各向异性的非线性材料；将冻土冻胀系数作为负线膨胀系数，按结构温度应力的计算方法，应用结构非线性分析的有限元法，对冻土与扩大台基之间的相互作用进行了数值计算，获得其应力场、位移场及冻土与扩大台基之间的各种作用力；理论分析结果与模型试验吻合，并提出了一种求解冻土与基础相互作用的通用数值分析方法。
将冻土与扩大墙基作为一个整体结构，将各向弹性模量及泊松比随温度、水分、应力变化的冻土视为正交各向异性的非线性材料；将冻土冻胀系数作为负线膨胀系数，按结构温度应力的计算方法，应用结构非线性分析的有限元法，对冻土与扩大墙基之间的相互作用进行数值计算，获得其应力场、位移场及冻土与扩大墙基之间的各种作用力；理论分析结果与模型试验吻合，提出了一种求解冻土与基础相互作用的通用数值分析方法，供生产设计参考应用。