静压桩沉桩过程及承载力性状研究

静压桩沉桩过程及承载力性状研究

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。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 静压桩的国内外研究现状
  • 1.3 静压桩研究与应用中存在的问题
  • 1.4 本文研究的内容
  • 第2章 静压桩沉桩机理研究与模拟计算
  • 2.1 前言
  • 2.2 静压桩沉桩性状
  • 2.2.1 粘性土中的沉桩性状
  • 2.2.2 砂性土中的沉桩性状
  • 2.2.3 层状土地基的沉桩性状
  • 2.3 基于球孔扩张与侧摩阻力退化理论的压桩阻力模拟计算
  • 2.3.1 基本假设
  • 2.3.2 无限体球孔扩张理论
  • 2.3.3 采用源-源方法求解半无限土体中各点的应力
  • 2.3.4 压桩力的计算
  • 2.4 本章小结
  • 第3章 沉桩过程中侧阻力退化研究
  • 3.1 引言
  • 3.2 研究现状
  • 3.3 侧阻退化的机理分析
  • 3.3.1 径向应力的减小
  • 3.3.2 桩土摩擦角的减小
  • 3.4 模拟计算
  • 3.4.1 公式的推导
  • 3.4.2 实例分析
  • 3.5 试验研究与分析
  • 3.6 本章小结
  • 第4章 静压桩承载力时间效应研究
  • 4.1 引言
  • 4.2 研究现状
  • 4.2.1 试验研究成果
  • 4.2.2 承载力估算方法现状
  • 4.3 承载力时间效应机理
  • 4.4 承载力时间效应的模拟计算
  • 4.4.1 基本思路
  • 4.4.2 沉桩引起应力增量的计算
  • 4.4.3 孔隙水压力的计算
  • 4.4.4 承载力时间效应计算
  • 4.5 试验研究与分析
  • 4.5.1 概述
  • 4.5.2 隔时复压试验合理性分析
  • 4.5.3 珠海地区试验
  • 4.5.4 太原地区试验
  • 4.6 本章小结
  • 第5章 静压桩承载力性状的数值模拟
  • 5.1 FLAC3D软件介绍
  • 5.1.1 基本原理
  • 5.1.2 Flac3D软件的特点
  • 5.1.3 接触模型
  • 5.2 竖向荷载作用下静压桩的数值模拟
  • 5.2.1 问题的提出
  • 5.2.2 模拟过程及结果
  • 5.3 本章小节
  • 第6章 结论与建议
  • 6.1 研究结果总结
  • 6.2 进一步研究的建议
  • 参考文献
  • 攻读学位期间学术论文发表及科研情况
  • 致谢
  • 相关论文文献

    标签:;  ;  ;  ;  ;  

    静压桩沉桩过程及承载力性状研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢