大直径深长摩擦桩承载特性研究

论文摘要

受桥梁上部结构特性、荷载及水文地质条件等各种因素的影响,大跨度桥梁越来越多,为提高桥梁基础的承载力,桩基础的直径和长度亦不断增大,出现了大量的大直径深长摩擦桩。现行规范仍采用经验公式来计算大直径深长摩擦桩的竖向承载力,公式不仅保守而且不符合大直径深长摩擦桩的承载变形机理,理论和实际之间存在矛盾。单桩竖向容许承载力尽管考虑了设计荷载的安全系数,但没有相应的桩沉降量控制标准,使单桩承载力与桩、土体系的变形互不联系,不能预计因桩基沉降将给上部结构所带来的影响,造成竣工以后结构物出现大量病害。本文对大直径深长摩擦桩的承载特性进行研究,提出一种能较精确地确定桩基沉降量并由沉降量控制承载力的方法。论文在大量调研分析的基础上,结合静载试验成果、仿真分析及理论计算,系统研究大直径深长摩擦桩的承载特性,提出P-S曲线确定桩基承载力的简便方法,分析了该方法对深长桩的工程适用性等问题,形成了大直径深长桩P-S曲线确定承载力的系统方法。论文成果为大直径深长摩擦桩基础提供可靠的设计理论与计算方法,使桩基承载力设计更安全、更经济,并预计桩基沉降对上部结构的影响,以合理设计上部结构或采取一定的构造措施,保证结构物的正常使用。论文研究成果将为现行《公路桥涵地基与基础设计规范》的进一步完善奠定理论基础,具有一定的理论意义和工程实用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 大直径深长桩的概念
• 1.2.2 桩基承载特性研究
• 1.2.3 承载力研究现状
• 1.2.4 竖向变形（沉降）研究现状
• 1.3 主要研究内容
• 第二章 大直径深长摩擦桩承载特性现场试验研究
• 2.1 概述
• 2.2 工程概况
• 2.3 现场试验概况
• 2.4 试验设计与实施
• 2.4.1 试验内容
• 2.4.2 测试元件布设
• 2.4.3 试验加载与测试
• 2.5 试验数据处理与汇总
• 2.5.1 桩顶沉降计算
• 2.5.2 桩的受力计算
• 2.5.3 桩侧摩阻力及摩阻强度的计算
• 2.6 桩基承载特性分析
• 2.6.1 桩基承载力性状分析
• 2.6.2 试桩桩身轴力及桩端阻力发挥性状
• 2.6.3 试桩桩侧阻力发挥性状
• 2.7 小结
• 第三章 桩基承载特性有限元仿真分析
• 3.1 概述
• 3.1.1 有限元分析的特点
• 3.1.2 有限元在桩基受力分析中的应用
• 3.1.3 计算软件简介
• 3.2 桩基承载力有限元计算模型
• 3.2.1 几何模型
• 3.2.2 本构模型
• 3.3 计算方案与计算参数
• 3.3.1 计算方案
• 3.3.2 材料参数
• 3.3.3 边界条件确定
• 3.4 桩基承载力确定方法
• 3.4.1 极限承载力确定方法
• 3.4.2 容许承载力确定方法
• 3.5 桩侧摩阻力和桩端阻力的确定
• 3.6 计算成果与分析
• 3.6.1 现场静载试验与仿真计算对比分析
• 3.6.2 桩长对桩基承载特性影响
• 3.6.3 桩径对桩基承载特性影响
• 3.6.4 长径比对桩基承载特性影响
• 3.7 小结
• 第四章 大直径深长摩擦桩承载力确定方法
• 4.1 概述
• 4.2 桩基P－S 曲线确定承载力方法
• 4.2.1 大直径深长摩擦桩荷载传递机理
• 4.2.2 桩基P－S 曲线计算方法
• 4.2.3 桩基承载力确定
• 4.3 P－S 曲线确定承载力工程适用性评价
• 4.3.1 深长桩P—S 曲线确定承载力工程适用性评价
• 4.3.2 超长桩P－S 曲线确定承载力工程适用性评价
• 4.4 小结
• 第五章 结论与建议
• 主要结论
• 进一步建议
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间参与课题
• 攻读硕士学位期间发表论文
• 致谢