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钻孔灌注桩桩端后压浆技术作用机理研究

作　者: 曹慧
导　师: 陈勇
学　校: 昆明理工大学
专　业: 岩土工程
关键词: 后压浆灌注桩承载力曲线拟合数值分析
分类号: TU473.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着经济建设的飞速发展,桩基被广泛应用于建筑行业,在桩基领域里,为了提高桩的承载力,工程采用了长桩和超长桩,但造价随之增加,此方法不是很理想,近年来出现了后压浆灌注桩这一新技术。本文介绍了后压浆灌注桩的施工工艺和压浆材料,阐述了渗透压浆、劈裂压浆和压密压浆的作用机理,从理论上分析了后压浆技术在桩端土层的作用机理,并且通过对压浆前后灌注桩的静载实验,从桩的沉降量和承载力两方面进行分析研究,阐述了后压浆通过压密、渗透、劈裂、充填等作用,改善了桩端、桩周土体的物理力学性质,使桩的沉降减小。对桩的极限承载力进行计算分析,得出对于本实验用规范经验公式来计算极限承载力值偏于保守,本文采用桩顶沉降量与桩顶荷载的曲线拟合关系来反算出桩的极限承载力,并通过对桩端持力层极限端阻力标准值进行修正,提出后压浆灌注桩极限承载力修正公式。实验得出,对桩端压浆后,在同等荷载下,桩的沉降减明显减小,桩的承载力明显提高。通过对压浆前后的桩进行ANSYS有限元软件数值模拟,模拟灌注桩压浆前后的加载过程,从桩身沉降和桩端土位移方面,分析和研究加载过程中灌注桩工程特性的变化过程。将数值计算的结果与试验结果进行比较,分析了计算结果的合理性,指出了数值计算的可行性,并验证了用桩顶沉降量与桩顶荷载的曲线拟合关系来反算出桩的极限承载力在本次实验中的可行性。研究表明,灌注桩后压浆技术明显地改善灌注桩的工程特性,很好地提高了桩的极限承载力,具有良好的工程应用前景、社会效益和经济效益。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第1章绪论  10-22
  1.1 后压浆技术的概念  10-12
    1.1.1 后压浆技术的含义  10-11
    1.1.2 后压浆技术的分类  11-12
  1.2 后压浆技术的国内外研究进展  12-15
    1.2.1 概述  12-13
    1.2.2 后压浆技术在国内外的研究与进展  13-15
  1.3 后压浆技术的施工  15-19
    1.3.1 后压浆技术施工方法的分类  15-16
    1.3.2 后压浆技术施工的压浆材料  16-17
    1.3.3 压浆材料的主要性质  17-18
    1.3.4 后压浆技术压浆材料的选择  18-19
  1.4 课题的提出和研究意义  19-22
    1.4.1 课题的提出  19-20
    1.4.2 研究思路  20
    1.4.3 主要研究工作  20-22
第二章后压浆技术作用机理研究  22-40
  2.1 概述  22
  2.2 土层压浆机理分析  22-33
    2.2.1 渗透压浆  23-27
    2.2.2 劈裂压浆  27-30
    2.2.3 压密压浆  30-33
  2.3 后压浆对桩端土层的作用机理  33-35
    2.3.1 单桩竖向荷载的传递机理  33
    2.3.2 桩端阻力的影响因素  33-34
    2.3.3 后压浆对桩端土层的作用机理  34-35
  2.4 桩端后压浆技术的施工工艺  35-39
    2.4.1 后压浆技术的施工工艺流程  35-37
    2.4.2 后压浆技术的施工过程中压浆质量的影响因素  37-39
  2.5 本章小结  39-40
第三章钻孔灌注桩桩端压浆技术应用实例分析  40-76
  3.1 工程概况及岩土工程条件  40-44
    3.1.1 工程概况  40
    3.1.2 工程地质概况  40-42
    3.1.3 试验概况  42-44
  3.2 后压浆试验方案设计与实施  44-49
    3.2.1 静载试验的设计与实施  44-47
    3.2.2 后压浆试验设计方案及试验过程  47-49
  3.3 试验成果与数据分析  49-72
    3.3.1 各试验桩的加载情况和沉降变化  49-53
    3.3.2 试验桩的极限承载力的确定  53-62
    3.3.3 后压浆灌注桩极限承载力建议计算公式  62-66
    3.3.4 试验桩的截面轴力结果与分析  66-72
  3.4 试验桩承载力提高机理分析  72-75
    3.4.1 后压浆对土体的抗剪强度的影响  72-74
    3.4.2 1#试验桩桩端土体的抗剪强度的提高  74-75
  3.5 本章小结  75-76
第四章灌注桩后压浆技术数值模拟分析  76-93
  4.1 前言  76-77
    4.1.1 概述  76
    4.1.2 ANSYS软件简介  76-77
  4.2 材料模型及本构方程  77-78
  4.3 桩土模型建立及加载过程  78-80
    4.3.1 模型建立及参数设置  78-80
    4.3.2 参数设置  80
  4.4 计算结果与分析  80-88
    4.4.1 1#试验桩压浆前桩土位移分析  80-84
    4.4.2 1#试验桩压浆后桩土位移分析  84-88
  4.5 另一工程实例的数值模拟  88-92
    4.5.1 模型建立  88
    4.5.2 数值模拟计算  88-92
  4.6 本章小结  92-93
第五章结论及展望  93-95
  5.1 结论  93-94
  5.2 展望  94-95
致谢  95-96
参考文献  96-102
攻读硕士学位期间发表论文  102

钻孔灌注桩桩端后压浆技术作用机理研究

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