基于现场试验资料的群桩性能研究

论文摘要

传统的群桩基础计算方法,没有考虑基桩之间的相互作用,假定各桩桩顶荷载按线性分布,显然这与桩的实际工作状态不符合。本文基于现场试验资料,研究了群桩中基桩之间的相互作用,对影响群桩中基桩的因素进行了分析,定义了一个相互作用因数的定量指标,提出了一个分析群桩性能的方法。首先,收集了国内外群桩的现场试验资料,采用双曲线来拟合桩基础的荷载—位移曲线。通过比较单桩和群桩及基桩的初始刚度Kmax和极限荷载Qu lt可以发现,无论是在砂土还是在粘土中,单桩的初始刚度总大于群桩的初始刚度,单桩的极限荷载总小于群桩的极限荷载;同一群桩中,初始刚度:中央桩<边桩<角桩;极限荷载:中央桩<边桩<角桩。然后引入了相互作用因数的概念,并给相互作用因数定义了一个定量指标。利用叠加原理计算群桩平均的相互作用因数,建立了群桩荷载—位移曲线参数与单桩荷载—位移曲线参数之比与群桩平均相互作用因数之间的关系。同一群桩中的基桩,随位置的不同,其相互作用因数也不同。将群桩中基桩的相互作用因数与其群桩的平均相互作用因数之比定义为相互作用因数比,以其定量地表示不同位置桩所受的相互作用的影响,建立了群桩中基桩的荷载—位移曲线参数与群桩荷载—位移曲线参数之比与相互作用因数比的关系。这样,在实际工程中,利用单桩的现场压载试验曲线就可以确定群桩及不同位置基桩的荷载—位移曲线。根据上述结果,考虑群桩中基桩之间的相互作用,提出一个群桩性能的模拟分析方法,并编写了相应的计算程序,对砂土和粘土中的群桩工程实例进行了分析,计算结果和试验数据吻合的较好,验证了本文方法的适用性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 桩基础的应用及研究现状
• 1.2.1 桩基础应用概述
• 1.2.2 桩基理论研究现状
• 1.2.3 桩基试验研究现状
• 1.3 刚性承台群桩的研究现状
• 1.4 本文的主要工作
• 第2章 桩基础的承载力及沉降分析
• 2.1 引言
• 2.2 单桩承载力及沉降的分析
• 2.2.1 承载力的确定
• 2.2.2 沉降的确定
• 2.3 群桩承载力计算理论
• 2.3.1 以单桩极限承载力为参数的群桩效率系数法
• 2.3.2 以土体强度为参数的极限平衡理论法
• 2.4 群桩沉降计算理论
• 2.4.1 群桩沉降计算的等代实体深基础法
• 2.4.2 群桩沉降计算的弹性理论法
• 2.4.3 传统方法的总结
• 2.5 相互作用因数法
• 2.5.1 桩的荷载—位移曲线
• 2.5.2 群桩相互作用因数
• 2.5.3 单桩与群桩中平均单桩的比较
• 2.5.4 单桩与群桩中各位置桩的比较
• 2.5.5 结论
• 2.6 本章小结
• 第3章 由单桩荷载—位移曲线确定群桩性能的方法
• 3.1 引言
• 3.2 试验资料整理及分析
• 3.2.1 概述
• 3.2.2 砂土中的试验
• 3.2.3 粘土中的试验
• 3.2.4 拟合参数总结
• 3.3 相互作用因数
• 3.4 群桩参数与相互作用因数的关系
• 3.4.1 砂土中的桩
• 3.4.2 粘土中的桩
• 3.5 群桩中各位置桩与相互作用因数的关系
• 3.5.1 初始刚度比与相互作用因数比的关系
• 3.5.2 极限荷载比与相互作用因数比的关系
• 3.6 本章小结
• 第4章 刚性承台群桩性能模拟分析
• 4.1 承台-桩体系分析模型及求解方程式
• 4.1.1 分析模型
• 4.1.2 求解方程式
• 4.2 基桩刚度的确定及非线性的考虑
• 4.3 分析计算步骤及流程图
• 4.4 砂土中群桩模拟分析
• 4.4.1 试验概况
• 4.4.2 模拟分析参数的确定
• 4.4.3 分析结果及对比
• 4.4.4 偏心荷载下的群桩模拟分析
• 4.5 粘土中群桩模拟分析
• 4.5.1 试验概况
• 4.5.2 模拟分析参数的确定
• 4.5.3 分析结果及对比
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢