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挤扩多盘桩抗拔承载力及土体破坏形状研究

作　者: 任佳佳
导　师: 钱永梅
学　校: 吉林建筑工程学院
专　业: 结构工程
关键词: 挤扩多盘桩抗拔承载力有限元分析计算模式
分类号: TU473.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 21次
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内容摘要

挤扩多盘桩是一种在原有的等截面混凝土灌注桩的基础上发展而来的新型变截面桩,简称DX桩。挤扩多盘桩的施工工艺和受力特点不同于其它桩,挤扩多盘桩是由多个承力盘和多段等截面桩身组成,还有周围土体对它的挤密作用。因此,成为了一种有多端承阻力和多段侧摩阻力共同承担的新型桩。目前,国内外关于抗拔桩研究尚处于起步阶段,对单桩抗拔的承载力和桩周土体破坏形式的研究十分有限。按经验公式计算挤扩多盘桩抗拔承载力,只是简单地通过分别计算各支盘的承力、桩底端承力及桩侧阻力后相加而得的。分析桩的受力过程可知,挤扩多盘桩在竖向拉力作用下,单盘形式的桩达到极限承载力时,若桩盘距离桩顶位置较近时,盘上土体的破坏形式是冲切破坏；若桩盘距离桩顶位置较远时,盘上土体的破坏形式是滑移线破坏。因此,这种单盘形式的桩应分别推算出当土体冲切破坏时及滑移破坏时的计算公式。多盘形式的桩达到极限承载力时,并不是每一个承力支盘都同时达到极限值,若盘之间距离较小时,每个盘几乎足同时达到极限值；若盘之间距离较大时,靠下面的盘先达到极限值,以此向上的盘顺次达到极限值。因此,多盘形式的桩应引入一个修正系数η以考虑承力支盘的相互影响及承力支盘端承力发挥程度,而η值有待于进一步研究确定。同时,必须考虑承力支盘数量、成桩工艺、挤扩多盘桩尺寸效应、承力支盘盘间距等因素对承载力的影响。本课题对抗拔单桩的承载力和桩周土体破坏形式进行广泛而深入地研究,以期弥补国内外关于抗拔桩承载力和桩周土体破坏性状研究方面的不足。因此,本文将结合软件模拟分析和试验现象对挤扩多盘桩桩周土体的破坏形式进行了分析,并分别推算出土体冲切破坏及滑移破坏时单桩承载力的计算模式。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-20
  1.1 桩基的概述  10
  1.2 挤扩多盘桩的概述  10-15
    1.2.1 国、内外发展情况  11-12
    1.2.2 当代挤扩灌注桩发展现状  12-15
  1.3 承力盘挤扩施工机具、施工工艺的研究应用情况  15-17
    1.3.1 承力盘挤扩施工机具  15-16
    1.3.2 挤扩盘灌注桩的施工工艺  16-17
  1.4 本文研究的来源及主要研究内容  17-18
    1.4.1 课题来源及主要研究内容  17-18
    1.4.2 本研究课题的创新点  18
  1.5 本章小结  18-20
第2章挤扩多盘桩土体破坏的有限元分析  20-64
  2.1 土体塑性本构关系  20-22
  2.2 破坏准则  22-23
  2.3 混凝土单元理论  23
  2.4 非线性理论  23-24
  2.5 接触分析  24
  2.6 模型建立及模拟方法  24-27
    2.6.1 基本假定  24-25
    2.6.2 计算简图及参数设计  25-27
  2.7 ANSYS有限元结果分析  27-62
    2.7.1 承力盘盘径尺寸对挤扩盘桩抗拔承载力的影响  27-42
    2.7.2 承力盘的位置对挤扩盘桩抗拔承载力的影响  42-49
    2.7.3 承力盘的坡角对挤扩盘桩抗拔承载力的影响  49-57
    2.7.4 挤扩多盘桩与普通桩对比的模型建立及基本参数  57
    2.7.5 挤扩多盘桩与普通桩对比计算结果分析  57-62
  2.8 本章小结  62-64
第3章挤扩多盘桩土体破坏性状试验研究  64-75
  3.1 试验模型及装置  64-66
    3.1.1 试验构件及材料  64-65
    3.1.2 试验装置及设备  65-66
  3.2 试验方法及步骤  66-67
  3.3 试验结果的整理及分析  67-75
    3.3.1 试验结果的整理  67-73
    3.3.2 试验结果分析  73-75
第4章挤扩多盘桩抗拔承载力计算模式研究  75-98
  4.1 挤扩多盘桩抗拔承载力的分析  75-83
    4.1.1 挤扩单盘桩的承载力  75-81
    4.1.2 破坏形态  81-83
  4.2 土体的极限承载力  83-96
    4.2.1 土体的冲切破坏  83-85
    4.2.2 土体的滑移破坏  85-90
      4.2.2.1 Coulumb-Mohr定律  85-86
      4.2.2.2 应力函数旳建立  86-87
      4.2.2.3 Coulumb 假说  87-88
      4.2.2.4 破坏截面上满足的屈服条件（应力条件）  88-90
    4.2.3 虚功原理  90-94
    4.2.4 利用滑移线理论进行破坏模式推导  94-96
  4.3 本章小结  96-98
第5章结论与展望  98-100
  5.1 本文主要结论  98-99
  5.2 进一步工作的建议  99-100
参考文献  100-104
攻读学位期间发表的学术论文  104-107
致谢  107-108
附录  108-133
  附录1  108-117
  附录2  117-128
  附录3  128-133

挤扩多盘桩抗拔承载力及土体破坏形状研究

内容摘要

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