混凝土-土界面剪切特性及自平衡法试桩研究

摘要

自平衡试桩法是一种特殊装置下的静载荷试验，但是在实际工程测试中由于平衡点位置比较难确定，导致其中一段桩达到极限承载力时另外一段桩并未达到，最终难以得到科学的测试结果。为此，本文基于自平衡测桩法基本原理及其存在的主要问题、下压桩和上托桩的荷载传递机理及其差别，通过直剪试验，研究全风化花岗岩填土—混凝土界面剪切特性，为科学评判自平衡试桩法测桩结果提供试验依据。本论文主要结论有:
　　(1)对于下压桩来说，摩阻力沿深度的分布形式是外凸形，桩身荷载和桩身轴向变形随深度递减。对于上托桩而言，摩阻力沿深度的分布形式是内凹形，桩身荷载和桩身轴向变形随距桩底的距离递减。
　　(2)直剪试验结果表明:平整接触面抗剪强度为粗糙接触面抗剪强度的75.8％～94.7％;21天的抗剪强度比14天的抗剪强度提高6.4％～15.6％;泥皮接触面的抗剪强度约为无泥皮时抗剪强度的90％。本文得到了多种接触面条件下剪应力与剪切位移的关系曲线，为自平衡试桩法中未达到极限状态的那段桩提供依据，确定该桩-土界面破坏时的桩侧摩阻力，进而反算出其极限承载力。
　　(3)自平衡法测桩结果表明:桩身轴力曲线以荷载箱为分界，在荷载箱处轴力最大，向上和向下轴力均减小。对于强风化花岗岩，单位正摩擦力随荷载增大而增大，实测值要远大于根据碎石类土的初定值。当荷载增加时，负摩阻力和正摩阻力的比值也相应变大，在本次试验时其比值在0.7～0.9之间变化。下段桩的加载-位移曲线呈缓变型，位移较小，未达到极限状态，不能准确得到其极限承载力。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 下压桩和上托桩摩擦力的研究现状

1．3 自平衡试桩法的研究现状

1．4 本论文研究的主要内容与技术路线

第二章 下压桩和上托桩的荷载传递机理

2．1 下压桩的荷载传递机理

2．2 上托桩的荷载传递机理

2．3 下压桩和上托桩荷载传递机理的区别

2．4 本章小结

第三章 桩-土界面剪切特性试验研究

3．1 前言

3．2 试验概况

3．2．1 试验设备

3．2．2 试样制备

3．2．3 试验方案

3．3 试验结果统计分析

3．3．1 不同法向压力作用下的应力-应变特征

3．3．2 各接触界面的抗剪强度以及强度指标

3．3．3 混凝土表面粗糙度对桩-土界面剪切特性的影响

3．3．4 龄期对桩-土界面剪切特性的影响

3．3．5 泥皮对桩-土界面剪切特性的影响

3．4 本章小结

第四章 自平衡试桩法现场试验

4．1 工程概况

4．2 自平衡试桩法简介

4．3 现场试验方案设计

4．3．1 试验装置

4．3．2 测试方法

4．4 试验结果分析

4．4．1 荷载～位移曲线特征与极限承载力确定

4．4．2 轴力计算与主要土层极限摩阻力确定

4．5 自平衡试桩法的探讨

4．6 本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢

附录 攻读学位期间参加的课题项目