水平荷载作用下独立桩P-Y曲线试验研究

论文摘要

各国学者对承受水平荷载作用的桩基力学特性都进行过广泛的研究。海洋平台等近海工程的桩基经常受到波浪荷载、冰荷载和风荷载等的共同作用,因而承受着较大的水平荷载,可能产生较大的水平位移。对于水平承载桩,P-Y曲线法是一种较好地反映其非线性变形特性的方法,当桩身变形较大时,该方法与其他方法相比有更大的优越性。但是由于P-Y曲线法有其比较强的地域性特点,因此需要根据不同的地质条件建立适用于不同地基的P-Y曲线。为满足工程实际需要,本文针对胜利油田地区粉土地基这一土质条件对水平静力荷载作用下粉土中海洋平台桩基的模型进行了试验研究,用多项式拟合法对试验数据进行处理,提出了适用于粉土的独立桩P-Y曲线计算方法。本文对国内外有关水平荷载桩的计算方法进行了比较详细的综合分析。详细介绍了目前国内外常用的弹性地基反力法以及P-Y曲线法等理论方法,分析了其各自的特点及适用条件。介绍了本文模型试验的原理、制作过程及本模型试验的优点。通过对大量试验实测数据的总结分析得到了适合胜利油田地区粉土地基水平荷载桩的P-Y曲线法计算公式和参数的取法。通过试验结果讨论了刚度、桩径、桩长、土的摩擦角、粘聚力、重度对P-Y曲线的影响。最后,与实际工程中所采用的P-Y曲线进行了对比。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 桩基的作用
• 1.3 桩基及水平承载桩的发展历程
• 1.4 本文主要工作
• 第二章 水平承载桩的分析理论和计算方法
• 2.1 水平荷载桩桩土相互作用机理
• 2.2 桩的挠曲微分方程
• 2.3 水平承载桩的计算理论
• 2.3.1 有限元法
• 2.3.2 弹性理论法
• 2.3.3 地基反力法
• 2.4 用P-Y曲线法求解水平承载桩的问题
• 第三章 模型试验及资料整理
• 3.1 由试验求P-Y曲线的方法
• 3.2 模型试验简介
• 3.2.1 模型试验原理
• 3.2.2 模型材料及制作
• 3.2.3 测试内容及方法
• 3.3 试验资料的整理
• 3.3.1 模型桩弹性模量
• 3.3.2 土工资料
• 3.3.3 桩身弯矩
• 3.3.4 土抗力
• 第四章 P-Y 曲线经验公式
• 4.1 P-Y曲线的建立
• 4.1.1 试验数据的验证
• 4.1.2 水平位移的计算
• 4.1.3 P-Y曲线
• 4.2 P-Y曲线经验公式
• 4.2.1 极限水平土抗力
• 50的取值'>4.2.2 Y₅₀的取值
• 4.2.3 P-Y曲线经验公式
• 4.2.4 影响因素分析
• 第五章 实例分析
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢