论文摘要
随着高层建筑、大型复杂建筑的大规模发展,以及环保意识和要求的逐渐增强,静力压入桩技术以其施工效率高、成本低、环境污染小等优点在我国得到了空前的发展和广泛应用。但对于静压桩理论方面的研究却远远落后于工程实际应用,本文以理论分析为基础,结合现场原型试验,并运用flac3D数值模拟软件,对静力压入桩的贯入机理、沉桩性状、承载力特征等热点课题进行了较为深入的研究,为此方面更加深入的分析和工程应用提供了充分的基础和依据。本文主要包括以下内容:(1)在深入研究和分析静力压入桩沉桩机理的基础上,提出了基于球孔扩张与侧摩阻力退化理论的压桩阻力模拟计算方法,将静压桩的贯入过程模拟为一系列球孔的扩张,分别计算桩侧滑动摩阻力和桩端阻力,并充分考虑压桩过程中的侧阻力退化效应,使沉桩阻力的计算更符合实际沉桩过程,并与现场试验结果进行对比,计算值与试验值吻合较好。(2)试验发现静压桩沉桩过程中侧阻力的退化是明显的,从径向应力和桩土摩擦角两个方面对此现象进行了解释;推导了侧足退化效应的模拟计算公式,并对模拟计算曲线进行了分析;在太原、珠海两地现场原型试验数据的基础上,总结出了不同地质条件下侧阻退化的规律。(3)静压桩成桩后随休止期的延长其承载力会有较大幅度的提高,称之为“时间效应”,从土的固结作用、触变恢复、土壳效应三方面进行了理论分析,发现承载力的提高主要取决于超孔隙水压力消散和有效应力的增加,在此基础上提出了饱和土中承载力时间效应的模拟计算方法;利用“隔时复压”试验,分别分析总结出了广东珠海、山西太原两种不同地质条件下静压桩承载力的提高规律,并进行了回归分析,提出了有效的预测函数表达式。(4)FLAC3D数值模拟软件以拉格朗日计算方法为基础,适用于岩土工程大应变模式、非线形和不稳定问题。本文运用FLAC3D软件进行了静力压入桩承载力性状的模拟计算,模拟结果与已有理论和试验现象相符,模拟效果理想。