泥浆护壁大直径灌注桩单桩竖向承载性能研究

论文摘要

论文在分析泥浆护壁机理和泥皮影响因素的基础上,对某大桥泥浆护壁大直径灌注试桩的试验资料进行了整理、分析和研究,结果表明,卵石、泥岩、泥灰岩荷载传递函数符合双曲线模型,细砂土荷载传递函数符合理想弹塑性双折线模型,通过数学方法对测试数据进行拟合,分别得到试桩不同岩土层的荷载传递函数,其相关性均在0.99左右。不同的岩土层达到极限摩阻力所需要的相对位移不同,对于具有相似土性不同深度的卵石层,极限侧摩阻力随其埋深的增加而增大,达到极限摩阻力所需的相对位移也相应增加。在泥浆护壁下,基桩与桩周土间会形成一层泥皮,从而使基桩的极限侧摩阻力在不同岩土层、不同的深度均有不同程度的削弱。根据分析得到的各土层荷载传递函数,利用荷载传递位移协调法对试桩的极限承载力进行了分析,分析结果表明,单桩极限承载力的在无泥皮存在条件下的计算值与试桩的试验结果有较大的出入,泥皮对试桩的极限承载力有着较大的削弱作用。运用ANSYS通用有限元软件计算分析了不同桩周土的泥皮对泥浆护壁大直径灌注桩的承载性能,结合试桩分析结果,表明在泥皮存在下对泥浆护壁大直径灌注桩极限承载力只占桩周无泥皮时极限承载力的60%-80%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 问题的提出及研究的意义
• 1.3 国内外研究状况
• 1.3.1 国内的研究
• 1.3.2 国外的研究
• 1.4 桩土相互作用分析方法
• 1.4.1 荷载传递法
• 1.4.2 弹性理论法
• 1.4.3 剪切位移法
• 1.4.4 有限单元法
• 1.5 本文主要内容
• 第2章 灌注桩泥浆护壁机理分析
• 2.1 泥浆的构成及主要技术指标
• 2.1.1 泥浆的构成
• 2.1.2 泥浆的主要技术指标
• 2.2 泥浆的制备
• 2.3 泥皮的形成机理及泥皮性状的主要影响因素
• 2.3.1 泥皮的形成机理
• 2.3.2 泥皮性状的主要影响因素
• 2.4 本章小结
• 第3章 泥浆护壁大直径灌注桩试验分析
• 3.1 试验概况
• 3.1.1 地质资料
• 3.1.2 试验参数
• 3.1.3 试桩概况
• 3.2 试验目的及依据
• 3.2.1 试验目的
• 3.2.2 试验依据
• 3.3 试验方法介绍
• 3.3.1 测试方法原理
• 3.3.2 测试系统
• 3.4 荷载箱位置原则和试桩情况
• 3.4.1 荷载箱位置原则
• 3.4.2 试桩情况
• 3.5 测试方法
• 3.5.1 试验加载方式
• 3.5.2 位移观测
• 3.5.3 终止加载条件
• 3.5.4 卸载与位移观测
• 3.6 试验过程
• 3.7 试验结果计算及分析
• 3.7.1 桩身轴力计算及分析
• 3.7.2 侧摩阻计算及分析
• 3.7.3 桩土相对位移及桩端位移计算
• 3.8 本章小结
• 第4章 泥浆护壁大直径灌注桩单桩竖向承载性能分析
• 4.1 桩土荷载传递基本理论
• 4.1.1 荷载传递机理
• 4.1.2 荷载传递计算基本理论
• 4.1.3 荷载传递函数的理论模型
• 4.2 本文所选用的荷载传递函数
• 4.2.1 桩侧摩阻力荷载传递函数
• 4.2.2 桩端阻力荷载传递函数
• 4.3 泥浆护壁大直径灌注单桩竖向承载特性分析研究
• 4.3.1 计算基本原理
• 4.3.2 计算方法步骤
• 4.3.3 计算结果及分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 泥浆护壁大直径灌注桩有限元数值计算分析
• 5.1 有限单元法简介
• 5.2 ANSYS软件简介
• 5.3 有限元模型的建立
• 5.3.1 基本假定
• 5.3.2 单元的选取
• 5.3.3 本构模型
• 5.3.4 几何模型的建立
• 5.3.5 模型计算参数的选取
• 5.4 泥皮对泥浆护壁大直径灌注桩单桩承载性能数值分析
• 5.5 本章小结
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 致谢
• 参考文献