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预应力混凝土管桩承载机理及影响因素研究

作　者: 陆阳
导　师: 王建平
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 土木工程建造与管理
关键词: 预应力混凝土管桩竖向承载力土塞效应承载力修正
分类号: TU473.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

预应力混凝土管桩具有单桩承载力高、质量可靠、施工速度快、环境污染小、检测方便等优点,近年来在实际工程中得到广泛应用。但由于预应力管桩在黄土地区的应用时间较短、研究不够深入,因此单桩承载机理及影响因素等方面的研究还有待于进一步加强。论文首先较为全面的分析了预应力混凝土管桩的国内外研究现状,并指出了现有研究的不足之处。其次阐述了竖向荷载作用下单桩承载机理,并通过数值模拟,分析了土塞效应、管桩长径比对单桩承载力的影响。最后根据静载荷试验资料和现行规范计算值的对比分析,给出了西安地区管桩承载力修正系数。简要结论如下:(1)通过对管桩承载机理数值模拟,分析发现桩-土作用过程分为三个阶段:1)桩-土作用弹性阶段;2)桩-土作用塑性阶段;3)桩端土体剪切破坏。当桩-土作用处于弹性阶段时,Q～S曲线斜率k由桩身侧摩阻力决定;当桩-土作用进入塑性阶段时,Q～S曲线斜率k由桩端有效面积决定。(2)土塞效应对管桩承载机理有着重要影响,土塞效应不但使桩端荷载在土体中得到有效扩散,提高了单桩极限承载力;还使桩下土体应变减小,桩身稳定性提高。(3)管内土塞弹性模量的增大使土塞效应明显强化,进而提高了管桩竖向承载力。当土塞弹性模量增大到一定程度时单桩承载力可按闭口桩计算。(4)就西安地区土质来说,长径比变化对管桩竖向承载力影响显著。在桩径不变的前提下,长径比的增大,使桩顶在沉降相同的位移时所需的荷载量呈线性增长。(5)通过对西安地区预应力混凝土管桩静载荷资料整理分析,发现现行规范公式计算值与管桩实际承载力值之间存在一定的偏差,经过对比分析提出公式修正系数α取值介于1.1～1.2之间。

预应力混凝土管桩承载机理及影响因素研究

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