桩土界面摩擦特性试验研究

论文摘要

桩基础是一种重要的基础形式,在铁路、公路、桥梁、港口码头、高层建筑等工程中应用十分广泛。而桩土界面摩擦特性对地基和上部结构物的强度及变形特性有着十分重要的影响,如何确定桩土之间的界面摩擦特性是桩基设计的关键问题,是研究桩侧摩阻力、进而分析桩基承载力和沉降的重要力学问题。虽然国内外学者在桩土界面摩擦特性的研究方面已经做了相当多的工作,但是目前的研究只集中在对粘性土和砂土的研究上面,对粉土的研究很少,面对像胜利油田埕岛粉土地基这样的实际工程时,几乎没有规范可查,这就为实际工程的设计、施工、检测和安全性等带来诸多不利的影响。本文就是在此情况下,为了填补国内外对桩与粉土相互作用特性研究的不足和空白,选用室内模拟试验,着重对钢桩与粉土的界面摩擦特性进行初步的试验研究。从试验的类型上分,桩土界面摩擦特性模拟试验可以分为直剪试验和拉拔试验两种。就试验方法的优劣而言,直剪试验与拉拔试验并没有太大区别,但是经过试验分析发现,与拉拔试验箱相比,直剪试验箱在研制方面还存在一些不足,所以从某种意义上说,研究桩土界面摩擦特性采用拉拔试验更具有实际意义。于是在对拉拔试验箱改进的基础上,本文选用拉拔试验的研究方法,通过研究钢板与粉土的界面摩擦特性,模拟出钢桩与粉土的界面摩擦特性。桩土相互作用的机理较为复杂,它既与土体的工程特性有关,也与桩体的特性有关。试验结果表明,含水量、拉拔速度和垂直压力对桩土界面摩擦特性均有影响,其中拉拔速度的影响不大,含水量和垂直压力的影响却十分显著。根据静止土压力原理,本文推导出桩侧极限摩阻力沿桩体深度的分布曲线,为进一步研究桩基的承载力和沉降做出重要的工作。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外研究动态
• 1.2.1 桩土界面摩擦特性的研究
• 1.2.2 桩土相互作用理论的研究
• 1.3 目前存在的问题
• 1.4 今后的发展方向
• 1.5 本文研究的思路和内容
• 1.5.1 本文研究的思路
• 1.5.2 本文研究的内容
• 第二章 桩土界面摩擦特性试验设备的研制
• 2.1 试验设备调研
• 2.1.1 试验设备的分类
• 2.1.2 各种试验设备的主要特点
• 2.2 自制试验设备的简介
• 2.2.1 主要组成部分
• 2.2.2 主要特点
• 2.3 试验方法的选择和试验箱的研制
• 2.3.1 试验方法的制订
• 2.3.2 试验方法的修订
• 2.3.3 试验箱的改进
• 第三章 桩土界面摩擦特性拉拔试验
• 3.1 拉拔试验的工作原理
• 3.2 拉拔试验的影响因素及注意事项
• 3.2.1 拉拔试验的影响因素
• 3.2.2 拉拔试验的注意事项
• 3.3 拉拔试验的目的、仪器、材料和方法
• 3.3.1 拉拔试验目的
• 3.3.2 拉拔试验仪器
• 3.3.3 拉拔试验材料
• 3.3.4 拉拔试验方法和过程
• 3.4 拉拔试验的结果
• 3.4.1 相同的拉拔速度不同的含水量时
• 3.4.2 相同的含水量不同的拉拔速度时
• 第四章 桩土界面摩擦特性研究分析
• 4.1 拉拔试验结果的整理
• 4.1.1 相同的拉拔速度不同的含水量时
• 4.1.2 相同的含水量不同的拉拔速度时
• 4.2 拉拔实验结果的分析
• 4.2.1 含水量对桩土界面摩擦特性的影响
• 4.2.2 拉拔速度对桩土界面摩擦特性的影响
• 4.2.3 垂直压力对桩土界面摩擦特性的影响
• 第五章 极限摩阻力与桩体深度的关系曲线的推导
• 5.1 概述
• 5.1.1 静止土压力原理
• 5.1.2 单桩轴向荷裁的传递机理
• 5.1.3 基本假设
• 5.2 摩擦系数与桩体深度的关系曲线的推导
• 5.3 极限摩阻力与桩体深度的关系曲线的推导
• 第六章 结论与展望
• 6.1 本文的主要结论
• 6.2 存在的问题及对今后研究的建议
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢