论文摘要
软土地基上采用桩基础的建筑物进行基础施工时,一般先沉桩然后进行基坑开挖。由于软土的流动性,基坑开挖后桩基常因受到侧向土压力作用而产生挠曲,形成“被动桩”;当挠曲达到一定程度时,就称为“被动缺陷桩”。被动缺陷桩的形成和发展是与时间有关的过程,仅采用土体弹性模型来分析是不够的。而且,被动缺陷桩的承载力和工程处理也是亟待解决的问题。针对上述问题,本文根据前人研究成果,将对被动缺陷桩的研究分为形成过程和受荷过程,分别对这两个过程进行内力和承载力分析;再根据桩土共同作用理论,利用有限元技术和土的粘弹性模型对两个过程进行数值模拟,得到被动缺陷桩的受力变形特性;最后将实测数据与数值计算结果进行对比,并分析被动缺陷桩的影响因素,提出工程处理建议。本文主要成果包括:(1)根据理论分析得到被动缺陷桩在形成和受荷时的内力和承载力计算公式;(2)由桩土共同作用及数值计算得到的被动缺陷桩在两个过程中的受力变形特性及最终承载力;(3)被动缺陷桩数值分析方法的可靠性验证及不同因素对其产生的影响;(4)被动缺陷桩的工程处理措施。研究表明:被动缺陷桩的分析应考虑时间因素,采用粘弹性土体模型是合理有效的;基于桩—土共同作用理论和土体粘弹性特征的数值分析方法可以模拟被动缺陷桩的形成和受荷过程,被动缺陷桩在形成过程由于土体推动而发生偏位或挠曲,产生较大的桩身内力,严重时会使桩体破坏;被动缺陷桩受荷时桩身内力会进一步增大,桩体更容易产生破坏,其最终承载力相对于直桩会有折减;仅对桩基进行改善不能减小被动缺陷桩影响,采用地基处理等方法方可解决被动缺陷桩的问题。
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