有孔管桩群桩静压沉桩超孔隙水压力变化规律影响因素分析

摘要

桩基础是最常见的一种深基础形式，众多桩型中，管桩因其自身的优越性而被广泛应用。然而其沉桩过程中影响超孔隙水压力变化规律的因素众多，因此也被诸多专家学者认为是管桩研究的重难点。 本文在前人对单桩有孔管桩静压沉桩挤土效应的研究基础上，对有孔管桩群桩沉桩过程中超孔隙水压力的影响因素进行探索。首先利用理论公式推导出不同桩间距情况下，群桩条件下超孔隙水压力最大值与径向距离、沉桩速率、开孔孔径及深度相互间的关系式，并分析了施工顺序、施工间歇期、开孔方式以及桩体数量对群桩条件下超孔隙水压力的影响；通过理论计算，绘制出群桩条件下超孔隙水压力与其影响因素相互间的关系曲线；最后运用数值软件模拟群桩沉桩，得到超孔隙水压力与各因素间的数值模拟曲线，并与理论计算曲线进行对比。所得结果如下： （1）基于有孔管桩单桩沉桩超孔隙水压力计算公式，推导出不同桩间距情况下超孔隙水压力与其影响因素相互间的关系式。类似于单桩，其他影因素不变，静压沉桩超孔隙水压力最大值与径向距离成反比，与沉桩速率成正比，与开孔孔径成反比，与深度成正比。 （2）区别于单桩，群桩条件下超孔隙水压力的影响因素还包括桩间距、施工顺序、施工间歇期、开孔方式以及桩数。桩间距越大，超孔隙水压力值越小；群桩的桩数越多，超孔隙水压力所达到的最大值越大；采用间隔跳打法、设置最优开孔方式、控制合理的沉桩间歇期都可以有效减小群桩条件下超孔隙水压力叠加的最大值。 （3）通过理论计算，绘制出有孔管桩群桩条件下超孔隙水压力与其影响因素相互间的变化曲线，其变化规律与公式推导结果基本一致；位于塑性区内的超孔隙水压力最大值远大于弹性区内的最大值。 （4）利用ABAQUS模拟群桩沉桩，绘制出有孔管桩群桩条件下超孔隙水压力与各因素相互间的数值模拟曲线，通过与理论变化曲线的对比分析，得到两条曲线的变化趋势总体上基本一致，从而验证了理论公式的正确性。

目录

第一章 绪 论

1.1 本课题研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3研究的主要内容及研究思路

1.4 拟解决的关键问题及主要创新点

1.5 本章小结

第二章 有孔管桩单桩沉桩超孔隙水压力解析

2.1 前 言

2.2 基本假定及一般公式

2.3 单桩沉桩引起的超孔隙水压力影响因素分析

2.4 本章小结

第三章 有孔管桩群桩静压沉桩超孔隙水压力解析

3.1 前 言

3.2 群桩条件下超孔隙水压力计算的基本公式

3.3 有孔管桩群桩沉桩超孔隙水压力解析

3.4 不同桩数的有孔管桩群桩沉桩超孔隙水压力解析

3.5 本章小结

第四章 有孔管桩群桩沉桩超孔隙水压力理论计算

4.1 引 言

4.2 工程实例分析

4.3 超孔隙水压力与径向距离r、沉桩速率v z之间的关系曲线

4.4 超孔隙水压力与径向距离r、开孔孔径d1之间的关系曲线

4.5 超孔隙水压力与沉桩速率vz、开孔孔径d1之间的关系曲线

4.6 超孔隙水压力与径向距离r、深度z之间的关系曲线

4.7 超孔隙水压力与开孔孔径d1、深度z之间的关系曲线

4.8 本章小结

第五章 有孔管桩群桩沉桩超孔隙水压力数值模拟

5.1 引 言

5.2 有限元计算模型

5.3 计算参数

5.4 群桩条件下超孔隙水压力影响因素数值模拟

5.5 本章小结

第六章 理论计算与数值模拟结果对比分析

6.1 超孔隙水压力与径向距离r、沉桩速率vz之间关系的对比

6.2 超孔隙水压力与径向距离r、开孔孔径d1之间关系的对比

6.3 超孔隙水压力与径向距离r、深度z之间关系的对比

6.4 超孔隙水压力与开孔孔径d1、深度z之间关系的对比

6.5 本章小结

第七章 结论与展望

7.1 主要研究成果

7.2 进一步研究展望及建议

参考文献

攻读硕士学位期间主要研究成果

致谢

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