现浇混凝土薄壁管桩复合地基桩土应力比及荷载传递特性研究

摘要

现浇混凝土薄壁管桩（以下简称PCC桩）复合地基是河海大学岩土工程研究所自主开发的一种新技术，作为一种新型地基处理方法已在东部沿海软弱地基地区得到广泛地应用。目前PCC桩多以复合地基形式加固软土地基，具有良好的加固效果，但对PCC桩复合地基力学性状还不是十分清楚，特别是高速公路路堤填土下PCC桩复合地基力学性状。本文就主要是针对这一点开展工作的。论文完成的主要工作内容如下： 1．在盐通高速公路某典型试验段进行了PCC桩复合地基现场试验研究，通过静载试验与路堤填土下PCC桩复合地基试验研究，得出不同类型基础下PCC桩力学性状的差异。 2．基于路堤填土-褥垫-桩-土四者共同作用，考虑到应力、变形协调的平衡条件，建立了四者协同作用计算模型，分析了模型参数对复合地基桩土应力比的影响。 3．通过ADINA有限元软件，建立了典型PCC单桩复合地基计算模型，分析了各种影响因素对PCC桩复合地基力学性状的影响。 4．进行了PCC桩与相同截面面积的实心灌注桩复合地基力学性状的对比分析，通过计算表明，PCC桩具有较好的承载特性和控制沉降能力。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：主要符号

学位论文独创性声明及学位论文使用授权说明

第一章 绪论

第一节 引言

第二节 刚性桩复合地基概述

1.2.1刚性桩复合地基基本概念

1.2.2刚性基础与柔性基础下复合地基

1.2.3桩承式路堤简介

第三节 现浇混凝土薄壁管桩简介及研究现状

1.3.1现浇混凝土薄壁管桩简介

1.3.2现浇混凝土薄壁管桩研究现状

第四节 复合地基力学性状研究现状及存在的问题

1.4.1现场试验研究

1.4.2模型试验研究

1.4.3解析理论研究

1.4.4数值计算研究

1.4.5存在的问题

第五节 研究思路及主要研究内容

第二章 PCC桩复合地基桩土应力比现场试验研究

第一节 概述

第二节 工程概况

2.2.1试验段概况

2.2.2PCC桩施工概况

第三节 试验方法

2.3.1载荷试验方法

2.3.2路堤下PCC仗复合地基试验方案

第四节 试验结果分析

2.4.1载荷试验中桩土应力比试验结果分析

2.4.2路堤下PCC桩复合地基试验结果分析

2.4.3差异性及原因分析

第五节 本章小结

第三章 PCC桩复合地基荷载传递解析研究

第一节 概述

3.1.1复合地基中褥垫层效用分析

3.1.2桩土应力比影响因素分析

3.1.3PCC桩复合地基受荷变形机理分析

第二节 PCC桩复合地基桩土应力比解析计算

3.2.1PCC桩复合地基荷载传递机理分析

3.2.2基本假定

3.2.3计算模型

3.2.4方程的求解

3.2.5基本算例

3.2.6桩土应力比的影响因素分析

第三节本章小结

第四章 PCC桩复合地基力学性状三维有限元数值模拟

第一节概述

4.1.1复合地基有限元分析概述

4.1.2大型商用有限元软件ADINA简介

第二节PCC桩复合地基有限元分析模型的建立

4.2.1基本假定

4.2.2材料参数

4.2.3边界条件

4.2.4接触面条件

4.2.5初始条件

第三节 有限元分析内容及计算工况

4.3.1有限元分析内容

4.3.2计算工况

第四节 基本算例工作性状分析

4.4.1模型验证

4.4.2荷载传递特性分析

第五节 PCC桩复合地基力学性状影响因素分析

4.5.1褥垫层模量和厚度的影响

4.5.2桩体模量的影响

4.5.3桩长的影响

4.5.4桩体壁厚的影响

4.5.5置换率的影响

4.5.6加固区和下卧层土变形模量的影响

4.5.7基础模量和厚度的影响

第六节 本章小结

第五章 PCC桩与普通灌注桩复合地基力学性状比较

第一节概述

第二节 计算方案

5.1.1计算模型

5.1.2计算方案

第三节 PCC桩与普通灌注桩复合地基力学性状对比

5.2.1承载特性比较

5.2.2荷载传递比较

第四节 本章小结

第六章 结论与展望

第一节结论

6.1.1现场试验研究

6.1.2路堤填土下PCC桩复合地基荷载传递特性解析研究

6.1.3PCC桩复合地基力学性状三维有限元模拟

6.1.4PCC桩与普通灌注桩力学性状对比

第二节 展望

参考文献

附录 个人简历

致谢