论文摘要
随着交通事业的快速发展,超长钻孔灌注桩在跨越江河、海湾的大型桥梁建设中已经成为不可或缺的桥梁基础形式。但是,超长钻孔灌注桩承载性能的理论研究却落后于工程实践,还没有形成一套指导超长钻孔灌注桩设计的成熟理论;现有规范的计算方法和参数取值,并不能完全保证超长钻孔灌注桩的经济性和安全性。本论文针对超长钻孔灌注桩设计目前存在的某些问题,开展有针对性的研究工作。通过国内外资料收集和实地调研,全面掌握了目前超长钻孔灌注桩科研和应用情况,在此基础之上,进行荷载传递机理、现场测试技术、室内外试验,承载能力计算分析等多方面的研究工作,创新性研究成果有:(1)在对现场桩基试验及室内模型试验的桩土位移一应力进行曲线拟合统计与研究的基础上,提出了适合桩土位移的双曲线传递函数模型,建立了评价超长钻孔灌注桩承载力及位移的新方法。(2)在大量的现场试桩资料统计与分析的基础上,通过桩土刚度与桩长的关系分析和超长钻孔灌注桩的受力特征分析,首次阐明了超长钻孔灌注桩的定义及超长桩的定量界定,给出了超长钻孔桩桩侧摩阻力标准值的建议值和取值方法,为优化超长桩的设计提供了理论依据及今后修订公路桥梁桩基础设计规范提供了技术支撑。(3)首次提出桩土总刚度、桩土剪切刚度、桩端土抗压刚度等参数,建立超长钻孔灌注桩单桩承载力刚度协调计算法,使超长钻孔灌注桩的设计、计算更符合实际情况。(4)研发了具有自主知识产权的“大吨位基桩抗压静载试验中的预应力反力系统装置”(专利号为ZL2005 20114928.9),使锚桩法的试桩吨位得以提高,并能有效利用工程桩、承台和墩身,从而节约试桩的工程费用;(5)研发的“自锚桩法荷载箱”(专利号为ZL2005 20114929.3)可以消除荷载箱工作失真,提高测试精度,解决了自锚桩测桩法存在荷载～沉降曲线失真的技术难题。(6)把成孔检测技术在数十座公路桥梁桩基检测中进行推广,通过对大量工程桩基测试数据的统计分析,进一步掌握了钻孔灌注桩的扩孔率。本论文所取得的科研成果已在多个实体工程中推广和应用,其中大吨位桩基静荷载试验的应用工程有10个,成孔质量检测应用工程有14个,缺陷处理技术应用工程有4个,完成了13根锚桩一反力梁法试桩和7根自锚桩法试桩试验,以及2630根钻孔灌注桩成孔检测和13根桩的缺陷处治工作,取得了良好的社会和经济效益,其中锚桩反力梁法加载吨位最大达40000kN,为世界最大加载吨位。本项目科研成果的全面推广应用,将会大大节约公路大桥建设资金,提高桥梁基础建设的安全性,提升我国公路桥梁钻孔桩的试验、测试、设计及缺陷处治的总体水平。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 研究目的与意义1.2 国内外研究概况评述1.2.1 我国超长钻孔灌注桩应用简介1.2.2 超长钻孔桩国外及港澳台地区试验研究现状1.2.3 超长钻孔灌注桩承载性状研究方法综述1.3 主要研究内容第2章 超长钻孔桩荷载传递理论分析2.1 超长桩轴向荷载作用下的传递函数模型2.1.1 桩侧阻力—桩土相对位移函数模型2.1.2 桩侧土荷载传递函数2.1.3 桩端土荷载传递函数模型2.2 超长桩轴向荷载作用下传递函数解2.2.1 桩身荷载传递幂级数解2.2.2 桩身荷载传递刚度法函数解2.3 不同参数对超长桩承载性状的影响2.4 超长桩荷载传递特征2.5 小结第3章 超长桩荷载传递函数试验拟合分析3.1 试验数据双曲线拟合分析3.1.1 试验数据双曲线拟合方法3.1.2 室内试验双曲线函数拟合3.1.3 室外试桩试验双曲函数拟合3.2 桩土极限位移分析3.2.1 桩侧土极限位移3.2.2 桩端土极限位移3.3 小结第4章 超长桩承载力有限元分析4.1 有限元计算模型建模4.1.1 Drucker—Prager（DP）材料4.1.2 接触分析4.2 钻孔桩桩土作用数值分析4.2.1 钻孔灌注桩桩侧土体应力分布4.2.2 钻孔桩数值计算假定4.2.3 工程实例4.3 设计参数对超长钻孔灌注桩承载性能影响4.3.1 桩体几何尺寸对桩竖向承载性能的影响4.3.2 土体参数对桩承载性能影响4.4 小结第5章 超长钻孔桩的界限值判定5.1 超长桩定义5.1.1 桩土总刚度分析i影响'>5.1.2 桩土剪切刚度（?）i影响5.1.3 超长桩定义及其界定5.2 超长桩界定值计算5.3 小结第6章 大吨位基桩静载试验6.1 常规方法的特点6.2 大吨位桩基试验系统设计6.3 钻孔桩自锚桩法试验及测试技术6.4 现场荷载试验研究6.5 小结第7章 超长钻孔灌注桩单桩模型试验7.1 有机玻璃单桩模型试验7.2 混凝土单桩模型试验7.3 单元桩模型试验7.4 小结第8章 超长钻孔灌注桩单桩承载力参数取值及计算8.1 单桩承载力参数取值分析8.1.1 单桩承载力标准值取值要求8.1.2 单桩承载力标准值取值分析8.2 单桩承载力标准值确定8.2.1 单桩承载力标准值确定原则8.2.2 单桩承载力标准值确定8.2.3 单桩桩土剪切刚度和桩端土抗压刚度确定8.3 单桩成孔直径标准值确定8.3.1 钻孔灌注桩的成孔直径的统计8.3.2 钻孔灌注桩的成孔直径标准值的确定8.4.单桩承载力计算方法8.4.1 单桩承载力计算方法的基本原则8.4.2 单桩承载力极限状态分析8.4.3 单桩承载力设计计算表达式8.4.4 单桩承载力设计计算8.5 荷载传递刚度法计算实例8.5.1 荷载试验情况及相关分析8.5.2 钻孔桩设计计算8.6 小结第9章 超长钻孔灌注桩承载能力可靠度研究9.1 基本变量分布特征9.2 极限侧摩阻力试验值9.3 统计参数计算9.4 可靠度指标β计算9.5 目标可靠度指标确定9.6 桩基承载能力分项系数9.7 小结第10章 总结与展望10.1 研究成果及创新点10.2 推广应用成果10.3 展望参考文献致谢攻读博士学位期间发表学术论文及成果
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标签：超长钻孔桩论文; 桩基承载性能论文; 基桩荷载试验论文; 自锚桩法荷载箱论文;
