预应力混凝土管桩承载性能的研究

论文摘要

预应力混凝土管桩(PC桩)是近年来出现的一种新型的预制桩型,它是在传统预制钢筋混凝土方桩的基础上发展起来的。该桩质量稳定可靠,桩身混凝土强度高,贯穿能力强,单桩承载力高,对不同地质条件和不同沉桩工艺适应强,正广泛应用于港口及南方软弱土层工程中,并在西安湿陷性黄土地区开始应用。国内很多学者及专家对预应力混凝土管桩的承载力做了大量研究,目前,对管桩荷载传递机理的理论方法研究,以及对各种复杂的影响因素缺乏系统的分析及比较。本文以前人的理论研究为基础,根据现场试验资料,并采用非线性有限元基本原理,应用ANSYS软件,对管桩进行合理建模、模拟预应力混凝土管桩的传力机理,以及管桩的变形性状进行分析。在桩、土间设置较合理的接触面,用三维的计算模型对工程实例进行计算,并将结果与实测情况作对比,验证了有限元计算方法的正确性。预应力混凝土管桩的承载性能与多种因素有关,如何改善造价与承载力之间的关系,对实际工程有着很大的影响。本文通过三维模型,对影响管桩承载性能的各种因素,如桩的几何形状,桩端与桩侧土体,桩体强度等进行了详细的分析研究,为实际工程中这一桩型的可行性的经济性提供参考依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 预应力混凝土管桩的概述
• 1.1.1 预应力管桩的优缺点
• 1.1.2 预应力管桩适应的地质条件
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 选题的背景和意义
• 1.4 本文研究的主要内容
• 第二章 竖向荷载作用下预应力管桩的受力特性
• 2.1 竖向受荷单桩的荷载传递理论分析
• 2.1.1 单桩的荷载传递机理
• 2.1.2 影响荷载传递的因素
• 2.2 桩侧阻力的性状分析
• 2.3 桩端阻力的性状分析
• 2.3.1 桩端阻力的发展
• 2.3.2 影响预应力管桩端阻力的因素
• 2.4 单桩竖向承载力确定的试验方法
• 2.4.1 静载荷试验法
• 2.4.2 高应变动测法
• 2.5 小结
• 第三章 预应力管桩现场试验及有限元分析
• 3.1 引言
• 3.2 现场测试资料的收集与整理
• 3.2.1 Ⅳ区1号楼
• 3.2.2 Ⅳ区2号楼
• 3.2.3 Ⅳ区6号楼
• 3.3 现场测试结果分析
• 3.4 预应力管桩的有限元模拟分析
• 3.4.1 有限元模型的建立
• 3.4.2 有限元模拟结果及分析
• 3.5 小结
• 第四章 预应力管桩承载力影响因素分析
• 4.1 引言
• 4.2 桩的长径比变化对承载性能的影响
• 4.3 桩侧土体变化对承载性能的影响
• 4.4 预制桩桩体强度对承载性能的影响
• 4.5 小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢