软质岩石中的嵌岩桩受力机理研究

摘要

嵌岩桩单桩承载力高，沉降小，抗震性能好，因此在工程中得到广泛应用。随着国家建设的快速发展，软质岩石中的嵌岩桩问题越来越经常遇到。由于对软岩工程性质的研究不够，以及对嵌岩桩桩侧、桩端摩阻力的分布规律认识不足，当前软质岩石中的嵌岩桩受力机理的研究还有待深入。
　　本文主要研究软质岩石中的嵌岩桩荷载传递机理、桩侧、桩端阻力分布规律、荷载沉降规律及各因素对其的影响。开篇系统总结了国内外软岩嵌岩桩的研究现状，在对软岩嵌岩桩的荷载传递机理、破坏模式、沉降机理有了一定认识的基础上，首先利用大型有限元软件ANSYS对某发电厂一工程桩进行了数值模拟，在桩周和桩端界面设置接触面单元来模拟桩岩共同作用，通过与现场实测荷载-沉降曲线对比，证实了有限元方法在软岩嵌岩桩受力机理模拟方面的可行性，但是模拟中接触单元参数的准确选取是一个难点，需要根据现场试验数据反复修改，这种方法比较适合于具有实测资料的反演模拟。
　　接着，本文利用ANSYS软件从上覆土层弹性模量、桩身混凝土强度、桩周岩石弹性模量、桩端岩石弹性模量、桩周岩石成层性、桩径、嵌岩深度、孔底沉渣、桩端软弱下卧层等几方面进行模拟，并对各因素对软质岩石中的嵌岩桩受力机理的影响进行了系统的探讨。

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1 绪 论

1.1 软岩嵌岩桩受力机理的国内外研究现状

1.2 存在的问题

1.3 课题学术和使用意义

1.4 课题研究内容、技术路线和预期目标

2 软岩嵌岩桩竖向承载机理分析

2.1 软岩概念及其工程分类

2.2 软岩嵌岩桩荷载传递机理

3 桩土接触的非线性有限元法及其在ANSYS中的实现

3.1 有限元法基本理论

3.2 桩土接触有限元分析与常规弹性有限元分析的区别

3.3 桩土接触在有限元软件ANSYS中的实现

4 竖向荷载作用下的嵌岩单桩有限元模拟分析

4.1 引言

4.2 建模要点

4.3 求解及结果分析

4.4 结论

5 软岩嵌岩桩竖向受荷影响因素有限元分析

5.1 引言

5.2 上覆土层弹性模量的影响

5.3 桩身混凝土弹性模量的影响

5.4 桩周岩石弹性模量的影响

5.5 桩端岩石弹性模量的影响

5.6 桩周岩石成层性的影响

5.7 桩径的影响

5.8 桩嵌岩深度的影响

5.9 孔底沉渣的影响

5.10 桩端软弱夹层的影响

6 总结与展望

6.1 本文研究工作总结

6.2 今后研究工作展望

致谢

参考文献

附 录