高强度预应力混凝土管桩承载性能的分析研究

摘要

本文对高强度预应力混凝土管桩承载性能进行了分析研究。文章采用非线性有限元基本原理，应用ANSYS软件，对桩基进行合理建模，模拟预应力管桩的传力机理，对管桩的变形性状进行了分析。在桩土间设置较合理的接触面，分别用二维和三维的计算模型对工程实例进行计算，并将结果与实际情况作对比，保证了有限元计算方法的正确性。预应力混凝土管桩的承载性能与多种因素有关，如何改善造价与承载力之间的关系，对实际工程有着很大的影响。文章通过平面模型，对影响管桩承载性能的各种因素，如桩的几何形状，桩端与桩侧土体，桩体强度，管内土塞等进行了详细的分析研究，为实际工程中这一桩型的可行性和经济性提供参考依据。

目录

文摘

英文文摘

第一章概述

1.1研究的背景

1.1.1研究的目的

1.1.2高强度预应力混凝土管桩的特性

1.2 PHC桩的应用情况

1.3研究的现状

1.3.1桩基计算的一般方法

1.3.2 PHC管桩的闭塞效应分析

1.3.3国内外的研究成果

1.4本文的主要研究工作

1.5本章小结

第二章结构非线性分析

2.1有限元方法的引入

2.2土的力学性质分析

2.2.1工程中的非线性简述

2.2.2土体弹性非线性模型

2.2.3土体弹塑性模型

2.3利用ANSYS求解非线性问题

2.4本章小结

第三章PHC桩的建模分析与研究

3.1建模思路

3.1.1几何模型的选取

3.1.2桩、土单元的选取

3.1.3管桩与土体连接状态分析

3.2工程实例

3.2.1工程概况

3.2.2主要参数的确定

3.3 PHC桩模型计算的确立

3.3.1确立单元类型

3.3.2定义桩土材料特性

3.3.3对模型划分网格

3.3.4桩土间接触对的创建

3.3.5荷载施加并求解

3.4模型计算与实测结果分析

3.5本章小结

第四章管桩承载性能的影响因素分析

4.1桩的几何形状变化对承载性能的影响

4.1.1长径比与沉降关系

4.1.2长径比与轴力关系

4.2桩侧土体变化对承载力的影响

4.2.1桩侧土体与沉降关系

4.2.2桩侧土体与侧阻力关系

4.2.3桩侧土体与轴力关系

4.2.4桩侧土体与端阻力关系

4.3桩端土体变化对承载力的影响

4.3.1桩端土体与沉降关系

4.3.2端土与持力层段侧阻关系

4.3.3桩端土体与轴力关系

4.3.4桩端土体与端阻力关系

4.4预制桩桩体强度的影响

4.4.1桩体强度与沉降关系

4.4.2桩体强度与端阻力关系

4.5管内土塞对桩体沉降的影响

4.5.1土塞模量的影响

4.5.2土塞高度的影响

4.6本章小结

第五章总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

致谢