基于南宁地层组合的工程短桩极限承载力分析及计算机模拟

摘要

本文首先由南宁市工程实践中所遇到的短桩问题，通过归纳、总结、对比以及受竖向荷载作用时的特性分析，初步得出短桩的定义；总结了浅基础、深基础以及桩基础在承受竖向荷载作用时的地基极限承载力的计算方法；主要有普朗德尔法、太沙基法、梅耶霍夫、魏西克法；然后在深入分析短桩受力特点的基础上，建立其竖向荷载作用下的力学模型，并由此导出竖向荷载下短桩的承载力计算模式，结合相关工程实例予以验证。 最后应用大型有限元软件ANSYS模拟实际工程短桩基础，对预制的钢筋混凝土静压短桩单桩受竖向荷载作用时的力学特性开展深入的研究，分析了影响单桩竖向承载以及位移的主要因素——桩长、桩径、竖向荷载、桩身截面积等。在影响短桩单桩承受竖向荷载作用性状的诸多因素中，桩长的影响相对较小，桩的截面尺寸对短桩的竖向承载力影响相对较大。在短桩的概念范畴内，桩长增大其竖向承载能力相应提高，但对短桩的竖向承载力影响不显著；桩长一定，桩的截面积越大，其承载力也越大，也就是桩的长径比对承载力有影响。此外模拟是在成层土中进行的，所以较接近实际工程状况，再结合实测静载试验成果，进一步分析短桩受竖向荷载作用时力学模型的特性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1桩基的应用

1.1.1桩基应用的历史

1.1.2南宁桩基础的应用状况

1.2预制桩的理论研究现状

1.2.1沉桩理论研究

1.2.2桩土相互作用的研究

1.2.3变形沉降研究

1.3南宁短桩基础的应用存在的问题

1.3.1工程应用事例分析

1.3.2工程应用状况分析

1.3.3存在主要问题

1.3.4解决的途径

1.4本文的研究内容与研究思路

第二章短桩的概念及涵义

2.1.浅基础、深基础、桩基础及墩基础

2.2.短桩的涵义

2.2.1短桩是浅基础向深基础过渡的基础型式

2.2.2短桩的长度

2.3竖向荷载作用下短桩的承载机理

2.4影响短桩承载力的因素

2.4.1地下水的影响

2.4.2基础埋深和基础尺寸的影响

2.5竖向荷载作用下短桩的桩侧阻力

2.6影响短桩侧阻力的因素

2.6.1桩端阻力的影响

2.6.2桩～土的相对位移

2.6.3桩的刚度与桩土刚度比的影响

2.6.4桩周土性质

2.6.5桩～土界面条件

第三章短桩单桩承载力

3.1概述

3.2天然地基基础破坏模式及其承载力

3.2.1浅基础的承载力基本公式

3.3桩基础破坏模式及其承载力

3.4浅基础与桩基础地基极限承载力的讨论

3.4.1浅基础地基承载力的比较

3.4.2桩基础地基承载力的比较

3.4.3桩端的承载力设计值QP与天然地基的承载力设计值fk的讨论

3.5短桩地基极限承载力的确定

3.5.1短桩受力分析及其力学模型的建立

3.5.2短桩滑裂面特征及其轨迹曲线

3.5.3特征线法求解短桩地基极限承载力

3.5.4圆形短桩地基极限承载力公式的推导

3.5.5方形短桩地基极限承载力

3.5.6短桩基础极限承载力公式的验证

3.5.7短桩基础极限承载力公式小结

第四章南宁盆地地层组合模型

4.1南宁市的地质概况

4.1.1地层概况

4.1.2岩石组合情况

4.1.3第四纪地质情况

4.1.4砂砾石层埋深分布和基岩地质情况

4.1.5工程地质情况

4.2南宁盆地地层组和模型的建立与工程地质特性

4.2.1第四系工程地质分析

4.2.2地层组和模型的建立

4.2.3第四纪地层组合模型分析

4.3各种地层组合模型上常用基础型式

4.3.1工业及民用建筑的基础类型的简要介绍

4.3.2基础选型

第五章短桩单桩受竖向荷载作用分析

5.1引言

5.2有限元方法及ANSYS简介

5.2.1有限单元法

5.2.2 ANSYS程序

5.3工程实例的计算机模拟

5.3.1 95072部队职工住宅楼工程(22层)

5.3.2单桩受竖向荷载作用分析

5.3.3广西南宁市监狱管理局职工住宅楼工程(30层)

5.3.4单桩受竖向荷载作用分析

第六章结论与建议

6.1本文研究结论

6.2进一步工作设想

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文