带帽有孔管桩复合地基承载性状的影响因素及其敏感性分析

摘要

前人对带帽有孔管桩复合地基技术的研究主要集中在室内模型试验和相应数值模拟，对于数值模拟工程实践参数下的带帽有孔管桩复合地基工作性状研究尚处于一片空白。为此研究工程实践参数下影响因素对带帽有孔管桩复合地基承载性状变化规律的影响及其敏感性分析，具有一定的必要性和研究意义。 本文采用ABAQUS数值模拟方法，对带帽有孔管桩复合地基承载性状的影响因素及其敏感性进行了研究与探讨。主要研究内容及结论如下： （1）通过数值模拟竖向荷载作用下长径比、帽径比、厚径比、桩孔径比、桩孔间径比及综合因素对带帽有孔管桩单桩复合地基的荷载沉降、桩身轴力、桩周土压力、桩侧摩阻力、桩土应力比等承载性状变化规律的影响及其敏感性分析，得出： 1）相同长径比的带帽有孔管桩复合地基比带帽无孔管桩复合地基总沉降量减少1/3；带帽有孔管桩复合地基桩身最佳长径比为30，长径比不宜超过40，长径比过大，桩间土体发挥的作用很小，不能提高复合地基承载力。 2）帽径比对带帽有孔管桩复合地基承载性状的影响显著，随着帽径比增大，带帽有孔管桩复合地基总沉降量与桩身轴力逐渐减少；带帽有孔管桩复合地基最佳帽径比为3； 3）厚径比越大，带帽有孔管桩单桩复合地基沉降量越大，当厚径比取值为0.6时，桩体和桩间土承载作用发挥适宜，复合地基承载力得到提高； 4）不同桩孔径比的桩身会产生不同程度的应力集中现象，桩孔径比值在10～12.5范围内，带帽有孔管桩复合地基能充分发挥地基承载作用； 5）桩孔间径比越小，带帽有孔管桩复合地基总沉降量和桩身轴力越小；三种桩孔间径比的带帽有孔管桩在桩身上中部桩孔间径比越大桩侧摩阻力越小，在桩端底部桩孔间径比越小桩侧摩阻力越大。 （2）在竖向荷载作用下，群桩桩间径比对带帽有孔管桩群桩复合地基承载性状的影响显著，当桩间径比为4时，群桩效应不明显，群桩间类似形成一个大“方桩”承担上部荷载；桩间径比8是带帽有孔管桩群桩复合地基群桩效应的临界桩间距径比，且桩间径比8为最佳桩间径比。

目录

第一章 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究的主要内容与研究方案

1.4 技术路线

1.5 拟解决的关键问题与创新点

1.6 本章小结

第二章 带帽有孔管桩复合地基数值模拟的相关问题

2.1 ABAQUS概述

2.2 带帽刚性桩复合地基初始地应力平衡问题

2.3 接触问题

2.4 模型参数选取问题

2.5 本章小结

第三章 长径比对带帽有孔管桩复合地基承载性状的影响分析

3.1 数值分析模型建立

3.2 数值模拟结果分析

3.3 本章小结

第四章 帽径比对带帽有孔管桩复合地基承载性状的影响分析

4.1 数值模型建立

4.2 数值模拟结果分析

4.3 本章小结

第五章 厚径比对带帽有孔管桩复合地基承载性状的影响分析

5.1 数值分析模型建立

5.2 数值模拟结果分析

5.3 本章小结

第六章 桩孔径比对带帽有孔管桩复合地基承载性状的影响分析

6.1 数值分析模型建立

6.2 数值模拟结果分析

6.3 本章小结

第七章 桩孔间径比对带帽有孔管桩复合地基承载性状的影响分析

7.1 数值分析模型建立

7.2 数值模拟结果分析

7.3 本章小结

第八章 带帽有孔管桩复合地基承载性状的综合因素影响分析

8.1 数值分析模型建立

8.2 两种因素对带帽有孔管桩复合地基承载性状数值模拟分析

8.3 三种因素对带帽有孔管桩复合地基承载性状数值模拟分析

8.4 本章小结

第九章 桩间径比对带帽有孔管桩群桩复合地基承载性状的影响分析

9.1 数值分析模型建立

9.2 数值模拟分析

9.3 本章小结

第十章 结论与展望

10.1 主要研究成果

10.2 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间主要研究成果

致谢

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