基于湛江组结构性黏土的单桩极限承载力计算公式的研究

摘要

随着湛江地区经济的发展，其土木工程建设数量日益增多、规模将更大。作为土木工程常用的基础形式之一的桩基工程也得到了飞速发展。该地区湛江组结构性黏土具有天然含水率高，孔隙比大、高压缩性和低渗透性、强结构性和明显的触变性等特点，桩基在湛江组结构性黏土中的承载性状较为复杂，现有的桩基极限承载力计算公式中没有考虑湛江组结构性黏土的压缩特性和结构特性，应用于湛江组结构性黏土时在计算精度方面或多或少存在一定误差。本文基于湛江组结构性黏土中单桩竖向抗压静载试验结果，通过数值分析软件MATLAB拟合出单桩竖向极限承载力计算公式，并将公式应用于湛江地区的工程实例中。
　　主要研究工作及结论如下:
　　1.基于湛江组结构性黏土物理力学特性试验结果，分析其对区域内桩基工程的影响。
　　2.对现有的单桩竖向极限承载力计算方法进行总结分析。
　　3.结合湛江地区单桩竖向抗压静载试验结果，运用MATLAB数值分析软件的曲线拟合工具箱cftool，在指数模型基础上拟合出两个体现出湛江组结构性黏土特性的单桩极限承载力的数学表达式:“Qu=aebsu+ cedsu”、“Qu=ea-bsu+c”。
　　4.将单桩极限承载力数学公式中的系数a、b、c、d，分别与桩周土层处的孔隙比、黏聚力、内摩擦角、灵敏度、长径比的值进行拟合，得出各系数的表达式，结合拟合的数学公式，组成了能体现湛江组结构性黏土变形特性、强度特性、结构特性的单桩极限承载力计算公式。
　　5.结合湛江地区某工程实例，运用推导出的公式进行单桩极限承载力计算，并将计算结果与实测结果进行对比，相对误差绝对值均在10％以内，可用其方便地估算出湛江组结构性黏土中单桩的极限承载力。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 国内外研究现状

1．2．1 湛江组结构性黏土研究现状

1．2．2 单桩承载性状的理论研究方法

1．2．3 结构性黏土中桩基承载性状的研究及发展

1．3 论文主要研究内容

第2章 湛江组结构性黏土的物理力学特性及其对桩基工程的影响

2．1 引言

2．2 湛江组结构性黏土的基本物理特性

2．3 湛江组结构性黏土的变形特性

2．4 湛江组结构性黏土的强度特性

2．5 本章小结

第3章 确定单桩竖向极限承载力方法讨论

3．1 引言

3．2 按材料强度确定

3．3 静载试验法

3．4 按土的抗剪强度指标确定

3．5 规范法

3．6 古典经验公式法

3．7 原位测试法

3．8 贝叶斯法

3．9 灰色预测法

3．10 有限元法

3．11 其他方法

3．12 本章小结

第4章 湛江组结构性黏土中单桩极限承载力计算公式推导

4．1 引言

4．2 单桩竖向抗压静载试验数据及结果

4．3 基于普通指数函数的公式的推导

4．3．1 运用MATLAB拟合出数学公式

4．3．2 物理公式的推导

4．4 基于修正指数曲线模型的公式推导

4．4．1 运用MATLAB拟合出数学公式

4．4．2 物理公式的推导

4．5 本章小结

第5章 单桩极限承载力计算公式的应用及适用性分析

5．1 工程概况

5．2 加载过程及沉降观测

5．3 试桩数据及结果

5．4 湛江组结构性黏土中单桩极限承载力的计算

5．4．1 普通指数拟合公式在工程实例中的应用

5．4．2 修正指数拟合公式在工程实例中的应用

5．5 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

附表

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间发表的论文

附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目