软土地基中杆塔基础微型桩的受力与变形性状研究

摘要

微型桩是软土地基中一种新型环保基础，具有施工安全方便、工期短、造价合理等优点。然而，微型桩在国内应用的历史比较短，对其施工工艺、变形特性和承载力等方面还没有充分的认识，也没有完善的计算和设计理论。因此，本文以特高压输电杆塔基础微型桩的试验为基础，通过现场试验揭示了软土地基微型桩单桩、群桩的实际受力与变形特征。并结合试验结果，对微型桩的破坏机理和受力与变形性状进行理论计算和数值分析，提出微型桩的承载力计算的建议公式。 在分析微型桩竖向时，采用Randolph的桩周土变形模型，考虑桩身的伸长变形和桩侧土摩阻力的极限状态，推导出了单桩在竖向荷载下的变形理论解。引入桩土界面强度折减因子，分析微型桩群桩的承载性状及群桩效率。 采用Gleser有限差分法离散p—y曲线法计算水平荷载下微型桩单桩的水平位移。引入了水平地基反力折减系数即相互作用系数，修正单桩p—y曲线法，对水平荷载下群桩计算分析，并结合试验结果进行对比分析。 最后，运用Flac3d数值模拟单桩在竖向荷载下和水平荷载的破坏过程及承载力，其结果与理论分析和试验结果均吻合；分析了水平荷载对桩侧土应力的影响，并提出了水平荷载下竖向承载力建议公式。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1微型桩的研究现状

1.2微型桩在杆塔基础中的应用背景及其优势

第二章微型桩基础试验

2.1微型桩基础试验简介

2.2现场试验

2.2.1加载系统

2.2.2试验测试元器件布置

2.2.3加载方法

第三章竖向荷载下微型桩性状分析

3.1竖向荷载下微型桩单桩破坏机理

3.1.1抗压承载力机理

3.1.2抗拔承载力机理

3.2竖向荷载下单桩分析计算

3.2.1微型桩单桩竖向荷载作用下沉降计算方法

3.2.2微型桩单桩竖向荷载下分析计算模型

3.2.3微型桩单桩下压荷载下的计算分析

3.2.4微型桩单桩上拔荷载下的计算分析

3.2.5理论结果分析及与试验结果对比

3.3竖向荷载下群桩分析计算

3.3.1群桩效应及影响因素

3.3.2竖向荷载下群桩分析

3.4小结

第四章水平荷载下微型桩性状分析

4.1微型桩单桩水平受荷性状分析

4.1.1水平荷载下微型桩单桩破坏机理

4.1.2单桩水平承载力的计算方法

4.1.3微型单桩中的p-y曲线法

4.1.4 p-y曲线法与试验值的比较

4.2微型桩群桩水平受荷性状分析

4.2.1水平荷载下微型桩群桩破坏机理

4.2.2群桩中的p-y曲线法

4.2.3不同群桩布置形式的群桩相互作用系数

4.3小结

第五章微型桩的试验结果及分析

5.1微型单桩试验结果及分析

5.1.1单桩抗拔试验

5.1.2单桩抗压试验

5.1.3单桩水平试验

5.1.4斜桩抗拔和水平试验

5.2微型群桩基础试验结果分析

5.2.1群桩基础试验结果

5.2.2基桩受力计算分析

5.3单桩承载力设计计算

5.3.1单桩抗压极限承载力确定

5.3.2单桩抗拔极限承载力确定

5.3.3单桩水平承载力确定

5.4群桩承载力设计计算

5.4.1群桩抗压极限承载力确定

5.4.2群桩抗拔极限承载力确定

5.4.3群桩水平承载力确定

5.5试验小结

第六章微型桩数值分析

6.1 FLAC3D模型

6.1.1 FLAC3D简介

6.1.2三维数值模型

6.2竖向荷载下微型桩单桩数值分析

6.2.1单桩竖向荷载破坏过程数值分析

6.2.2单桩受压数值分析

6.2.3单桩受拉数值分析

6.3水平荷载下微型桩单桩数值分析

6.4水平力对土体应力的影响

6.4.1水平力对土体侧向应力的影响

6.4.2考虑水平力作用的竖向承载力公式

6.5小结

第七章全文总结与展望

参考文献

致谢

个人简历与申请学位期间的研究成果及发表的学术论文