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人工挖孔扩底桩竖向承载力的计算

作　者: 霍志芳
导　师: 于书翰
学　校: 长安大学
专　业: 岩土工程
关键词: 人工挖孔扩底桩轴向承载力桩端面积效应沉降变形模量 MARC程序 Mindlin解
分类号: TU473.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
下　载: 209次
引　用: 13次
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内容摘要

人工挖孔扩底桩虽然已得到广泛应用，但其承载力计算在公路桥梁上却尚无规范可循。本文通过大量试桩资料和有限元计算分析，给出了以强度理论和相对变形为控制标准的人工挖孔扩底桩竖向承载力计算公式。其中特别论述了扩底桩地基变形模量的确定方法，并从Mindlin解出发利用数学方法得出了影响地基土变形模量大小的因素—泊松比μ，初步确定了比较完善的变形模量计算公式。在此基础上论文详细归纳了以相对沉降为依据确定单位面积端承力q_b的计算方法，并考虑扩底桩的“拱效应”特点引入了有效桩长的概念，最后结合公路规范推出了比较实用的人工挖孔扩底桩轴向承载力计算公式。论文运用了MARC程序对地基土的应力和位移进行了有限元数值计算分析，得到了地基土的应力和位移场的变化曲线和在加载过程中桩侧土摩阻力和桩端反力各自所承担的比例；本文还在总结各国挖孔扩底桩应用情况的基础上就扩底桩的构造进行了详细的归纳。

全文目录

第一章绪论  7-16
  1.1 课题的研究目的  7
  1.2 人工挖孔扩底桩的发展概况  7-11
    1.2.1 历史回顾  7-8
    1.2.2 技术特点  8-9
    1.2.3 使用范围  9-10
    1.2.4 扩底型式的发展  10-11
    1.2.5 新的动向  11
  1.3 国内外计算扩底桩竖向承载力的经验公式  11-16
第二章人工挖孔扩底桩的受力机理和变形特点  16-32
  2.1 无扩大头单桩的荷载传递  16-18
    2.1.1 桩-土体系的荷载传递  16-17
    2.1.2 影响荷载传递性状的因素  17-18
  2.2 扩底桩的扩底构造  18-20
  2.3 扩底桩的受力特性  20-22
  2.4 人工挖孔扩底桩的荷载传递性能  22-32
    2.4.1 桩侧摩阻力与桩长径比(L／D)的关系  23-24
    2.4.2 桩侧摩阻力与桩端阻力在受荷过程中的变化规律  24-30
    2.4.3 桩底土压力分布规律  30
    2.4.4 土层桩侧摩阻力与桩土相对位移关系  30-32
第三章按强度理论确定单桩的轴向容许承载力  32-41
  3.1 桩--土体系的受力和变形机理  32-33
  3.2 人工挖孔扩底桩端承力的计算原则  33-36
  3.3 侧摩阻力的计算  36-39
  3.4 建议公路规范中计算人工挖孔扩底桩单桩容许承载力的公式  39
  3.5 人工挖孔嵌岩桩竖向承载力的分析  39-41
第四章根据变形确定扩底桩的轴向承载力  41-64
  4.1 扩底桩地基变形特点  41-44
  4.2 单桩沉降的计算  44-46
  4.3 土的变形模量E的确定  46-55
    4.3.1 深层载荷试验方法的由来  47-48
    4.3.2 地基承载力的确定和变形模量的确定  48-49
    4.3.3 变形模量公式的修正  49-51
    4.3.4 I_2表达式的拟定  51-52
    4.3.5 不同(S／D)条件下E值的地区经验计算法  52-54
    4.3.6 高广运推荐使用的地基模量  54-55
  4.4 桩端面积效应及黄土地区S／D的确定  55-59
  4.5 侧向摩阻力分析  59
  4.6 按变形确定竖向承载力  59-62
    4.6.1 国内外变形控制标准  59-60
    4.6.2 扩底桩竖向承载力的计算过程  60-62
  4.7 人工挖孔扩底桩的沉降变形规律  62-64
第五章扩底桩地基土的位移和应力的有限元分析  64-73
  5.1 MARC、PATRAN有限元软件介绍  64-65
  5.2 扩底桩地基土的位移和应力的数值分析  65-71
    5.2.1 计算域及边界条件  65-66
    5.2.2 参数拟合  66-68
    5.2.3 位移及应力计算结果  68-71
  5.3 地基承载力中摩阻力和端承力的分配  71-73
第六章结论和建议  73-76
致谢  76-77
参考文献  77-79

人工挖孔扩底桩竖向承载力的计算

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