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荷载传递法确定旋挖钻孔灌注桩承载力的研究

作　者: 陈伟欢
导　师: 赵法锁；柯李文
学　校: 长安大学
专　业: 地质工程
关键词: 旋挖钻孔灌注桩荷载传递法三折线模型桩顶沉降量单桩竖向承载力
分类号: TU473.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

旋挖钻孔灌注桩是黄土地区中一种独特的桩型,利用旋挖的工艺所成孔的孔壁粗糙不平,一定程度上提高了桩侧摩阻力。本文从西安东郊某典型静荷载实例出发,在深入分析竖向荷载作用下单桩的荷载传递过程、变化规律和荷载—沉降特性之后,分别对上部非饱和黄土层和下部饱和黄土层对应的桩侧摩阻力的发挥特征作进一步分析,依据不同土层呈现出不同的应力应变关系,提出桩侧摩阻力和沉降位移的改进荷载传递模型——随土体变形变化的桩侧摩阻力三折线模型。该模型利用桩身侧摩阻的刚度系数ks2i在桩周土体弹塑性阶段(s1i-s2i)可正、可负或为零的概念,能将线弹性全塑性模型、软化型模型和硬化型模型都统一起来。对于Q～s曲线一般呈缓变型,无明显破坏特征点的桩基以及那些对沉降极为敏感的上部结构,应根据桩顶的允许沉降量加以控制。本文提出的按桩顶沉降量计算桩基竖向承载力的分析方法,利用“荷载传递函数模型的深化研究”这一章中提出的荷载传递函数——桩侧摩阻力改进三折线模型,借助埃特金迭代法,计算桩顶沉降分别处于弹性、弹塑性或塑性状态等不同水平状态时所对应的桩顶荷载值,推导出桩顶沉降与承载力之间的一系列公式,用以较全面地模拟桩—土相互作用机理,从而实现以桩顶沉降量来控制桩的承载力的设想。最后,对改进荷载传递模型——三折线模型进行实例验证。在黄土地区西安南郊某教学实验楼现场静荷载试验资料分析当中,先将弹性直线段末端对应的桩身变形量作为弹性变形临界值s1i,再把走势较平稳的塑性段的各点拟合成一条水平直线,该直线与实测qs～s关系曲线的交点作为塑性变形临界值s2i。桩侧摩阻的刚度系数ks1i与ks2i的大小分别取值于弹性段与弹塑性段的斜率。两桩对应的各主要土层qs-s关系曲线的发展趋势与本文提出的桩侧摩阻力的改进三折线模型比较吻合。将本文提出的按照桩顶沉降量控制承载力的迭代计算方法用西安南郊某教学实验楼实例验证,计算的桩顶荷载值与实际观测值进行比较,结果Q～s曲线较为吻合。而且收敛速度较快。说明本文方法可用于指导工程实践,具有较好的实践价值。

全文目录

中文摘要  2-3
Abstract  3-6
第一章绪论  6-13
  1．1 旋挖钻孔灌注桩概述  6-9
  1．2 国内外研究现状  9-10
  1．3 选题意义  10-11
  1．4 研究思路及技术路线  11-13
第二章荷载传递法的计算原理  13-37
  2．1 荷载传递分析法  13-16
  2．2 荷载传递法的应用  16-19
  2．3 常用的代表性荷载传递函数模型  19-25
  2．4 从原位荷载试验中建立改进模型  25-36
    2．4．1 单桩竖向承载力及桩身轴力试验结果  25-26
    2．4．2 不同性质和埋深的黄土层桩侧阻力的发挥特征  26-31
    2．4．3 改进模型  31-36
  2．5 本章小结  36-37
第三章按桩顶沉降量计算单桩竖向承载力  37-46
  3．1 单桩荷载传递基本规律  37-38
  3．2 按桩顶沉降量计算单桩竖向承载力的分析方法研究  38-44
    3．2．1 计算假定  39
    3．2．2 桩顶极限荷载及相应沉降量的计算  39-40
    3．2．3 非极限状态下桩顶荷载值的计算  40-44
  3．3 本章小结  44-46
第四章工程实例验算  46-59
  4．1 工程条件  46-50
  4．2 单桩竖向承载力静荷载试验  50-51
  4．3 桩身应力测试  51
  4．4 试验结果及分析  51-56
  4．5 按本文法确定试桩承载力  56-59
第五章结论与工作展望  59-62
参考文献  62-65
致谢  65

荷载传递法确定旋挖钻孔灌注桩承载力的研究

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