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高强度预应力混凝土管桩承载力研究

2020-12-12阅读(811)

高强度预应力混凝土管桩承载力研究

论文摘要

PHC桩全称为高强度预应力混凝土管桩，是近年来出现的一种新型的预制桩，具有单桩竖向承载力高、抗弯性能良好、桩身质量稳定可靠、施工工期较短、便于进行检测等优点，近年来越来越广泛的应用于我国各类工程建设项目中，并获得了明显的技术效益与经济效益。开口管桩的承载机理比普通预制桩承载机理复杂，国内外许多学者和资深专家进行深入的高强度预应力混凝土管的承载能力问题的研究。但是目前关于管桩的荷载传递机理这个问题仍无合理的理论解释，且对多种比较复杂的因素缺乏整体的、系统的分析和比较。此文采用MIDAS/GTS软件对高强度预应力混凝土管桩的承载性能进行分析，对桩基进行合理建模，在桩土间设置较合理的接触面，建立摩擦单元，对高强度预应力混凝土管桩的荷载传递进行数值模拟，以更好地了解高强度预应力混凝土桩加载的一些承载机理。选择管桩与土体的不同相互作用关系，建立相关的有限元模型，以及采用相关的数值计算方法，能够较为准确的计算出单桩的承载力和具体荷载下桩体的下沉量。结合郑州市天明国际广场工程实例，用三维计算模型对工程桩进行模拟计算，并将结果与实测结果作对比，模拟方法能很好地对预应力管桩的工作性能进行预测，检验了在高强度预应力混凝土管桩的荷载传递方面，非线性有限元数值分析方法的可靠性，并保证了高强度预应力混凝土管桩的荷载传递有限元计算方法的正确性。并且对影响管桩的承载特性和沉降规律的因素进行分析，得出了一些结论。通过对天明国际广场工程实例的计算，表明本文的建立的模型以及计算方法是合理的。由此可见，在建模时各参数数据选取正确，模型本身较接近实际工程现状，就能很好地预测桩体在具体工程情况下的最大承载力。 MIDAS/GTS软件为管桩的竖向荷载与沉降曲线提供快速、高效的计算方法，通过数值分析方法更好地研究管桩的承载性能，把握管桩的工作特点，为实际工程中这一桩型的可行性和经济性提供参考依据，使其更经济地运用到工程中去。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 预应力钢筋混凝土管桩概述
  • 1.2.1 预应力管桩的优缺点
  • 1.2.2 PHC 管桩应用范围
  • 1.3 高强度预应力混凝土管桩的国内外研究现状
  • 1.4 研究目的和意义
  • 1.5 存在的问题及本文的研究内容与技术路线
  • 1.6 本章小结
  • 第二章 管桩的受力性能的理论分析
  • 2.1 引言
  • 2.2 竖向荷载下单桩荷载传递的主要性状
  • 2.3 单桩竖向荷载下的荷载传递机理
  • 2.4 竖向荷载下单桩荷载传递理论分析方法
  • 2.4.1 弹性理论法
  • 2.4.2 荷载传递法
  • 2.4.3 剪切变形传递法
  • 2.4.4 有限元法
  • 2.5 竖向荷载下单桩荷载传递的主要影响因素
  • 2.6 提高 PHC 管桩承载力的几个方面
  • 2.6.1 土塞与 PHC 管桩的承载力
  • 2.6.2 管桩直径与 PHC 管桩的承载力
  • 2.6.3 挤土效应与 PHC 管桩的承载力
  • 2.7 本章小结
  • 第三章 高强度预应力混凝土管桩的承载特性数值模拟
  • 3.1 引言
  • 3.2 MIDAS/GTS 软件的特点
  • 3.2.1 MIDAS/GTS 强势优点
  • 3.2.2 MIDAS/GTS 适用领域及结构广范
  • 3.2.3 强大的内嵌 FISH 语言
  • 3.2.4 大的前后处理功能
  • 3.2.5 MIDAS/GTS 分析功能多样
  • 3.2.6 MIDAS/GTS 包含多种材料模型
  • 3.3 MIDAS/GTS 操作流程
  • 3.4 PHC 管桩的 MIDAS/GTS 模型的建立
  • 3.5 工程实例
  • 3.5.1 工程概况
  • 3.5.2 工程地质情况
  • 3.5.3 运用 MIDAS/GTS 软件对 PHC 管桩进行数值模拟分析
  • 3.6 PHC 管桩荷载传递规律的 MIDAS/GTS 模拟计算方案和结果分析
  • 3.6.1 计算方案和计算参数的选择
  • 3.6.2 不同土体泊松比的情况
  • 3.6.3 不同土体粘聚力 c 值的情况
  • 3.6.4 不同土体内摩擦角 值的情况
  • 3.6.5 土体粘聚力 c 值和内摩擦角 值同时变化的情况
  • 3.6.6 不同桩长的情况
  • 3.6.7 不同桩径的情况
  • 3.6.8 不同荷载的情况
  • 3.7 本章小结
  • 第四章 PHC 管桩承载力试验分析
  • 4.1 现场单桩竖向抗压静载试验情况
  • 4.1.1 试验数据
  • 4.1.2 试验目的
  • 4.1.3 试验过程
  • 4.1.4 加载与沉降观测
  • 4.1.5 试验数据与资料
  • 4.1.6 单桩竖向抗压极限承载力确定
  • 4.1.7 单桩竖向抗压承载力特征值确定
  • 4.1.8 试验结果
  • 4.2 MIDAS/GTS 模拟计算结果与工程实测结果比较
  • 4.3 试验结果分析
  • 4.4 本章小结
  • 第五章 结论与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 个人简历

    • 相关论文文献

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