辽沈地区静压管桩单桩竖向荷载传递机理研究

摘要

静压管桩是已经在东北地区推行了近8年的一种基础形式，由于它具有承载力高、施工速度快，无环境污染等优点而得到了迅速推广。辽沈地区是东北地区最早应用静压管桩的地区，也是东北开展静压管桩相关研究较多的地区。静压管桩单桩竖向承载力的确定是管桩研究中的难点，也是重点。
　　 单桩承载特性研究，对合理地进行桩基设计、施工和试验都具有重要意义。辽沈地区应用静压PHC管桩多以桩侧为粘性土，桩端为砂类土的地层为主，且桩长多以中短桩为主，为揭示辽沈地区应用静压PHC管桩的区域特点，为满足辽宁省修订地方标准的需求，本文对静压管桩单桩在竖向荷载作用下的荷载传递问题开展了分析研究。
　　 首先，本文对静压管桩进行了简述。介绍了静压管桩的优缺点以及发展状况，叙述了单桩竖向承载力的研究方法和和理论分析方法，在此基础上，分析了影响单桩承载力的因素。
　　 其次，本文通过建立模型和数据分析对静压管桩单桩竖向载传递机理进行了有限元分析。本文主要使用的有限元分析软件是ABAQUS软件，文中对ABAQUS软件进行了简单的介绍，对有限元法的基本原理以及在使用软件中处理接触性问题的有限元分析方法都进行了叙述。对于在模拟过程中需要使用的一些参数和问题如何解决，在文中也有论述。
　　 本文主要的建模分为两大部分，即针对辽沈地区的普遍性分析和特殊性分析。普遍性分析是指:在模拟的过程中选定的土体不分层，而直接使用辽沈地区持力层中粗砂作为土体的性质进行模拟，计算分析不同的桩长、桩径、弹性模量的桩体在不同的竖向荷载作用下的发展趋势，得出影响承载力的因素，即影响桩侧摩阻力和桩端阻力的因素;特殊性分析是指:根据实际的工程情况，选取静载试验的桩体进行模拟，将土体根据实际情况分层，提取模拟中的数据进行分析，并且与其静载试验中的数据相对比、分析，主要为竖向荷载与桩沉降的关系、桩侧摩阻力与桩端阻力分担荷载比例等等。
　　 最后，总结提炼文章研究结论，希望本文研究工作对实际工程及相关研究工作有所帮助。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 静压法施工简述

1．2．1 静压法施工方法

1．2．2 静压法施工的优缺点

1．3 预应力混凝土管桩的发展

1．3．1 预应力混凝土管桩的优点

1．3．2 国外预应力混凝土管桩的发展状况

1．3．3 国内预应力混凝土管桩发展状况

1．3．4 辽沈地区静压管桩的应用与发展

1．4 单桩竖向承载力的研究现状

1．4．1 单桩竖向抗压承载力的计算方法

1．4．2 简述单桩竖向承载力的传递机理

1．5 本文研究的内容

第二章 单桩竖向荷载的传递机理与理论分析方法

2．1 桩按承载性状的分类

2．2 单桩竖向荷载的传递机理分析原理

2．3 单桩竖向受荷的理论分析方法

2．4 单桩竖向受荷的性状分析

2．4．1 单桩竖向承载力的影响因素

2．4．2 单桩侧阻力的分析

2．4．3 单桩端阻力的分析

2．5 本章小结

第三章 有限元理论简述及应用

3．1 有限单元法的基本原理

3．2 接触有限元法及接触有限元方程

3．2．1 物体接触的描述

3．2．2 有限元的一般方程边界条件的处理

3．2．3 接触有限元方程的推导

3．3 ABAQUS软件简介

3．3．1 ABAQUS在岩土工程中的适用性

3．3．2 ABAQUS软件摩尔-库伦模型简介

3．4 数值模拟分析静压过程的问题

3．4．1 桩周土体的本构关系

3．4．2 有限变形问题

3．4．3 桩和土接触分析及物理量的问题

3．4．4 施加荷载方式

3．4．5 初始应力场问题

3．4．6 土的扰动和结构性问题

3．5 本章小结

第四章 静压桩的数值模拟及参数分析

4．1 主要研究的内容及模型的初步建立

4．1．1 主要研究的内容

4．1．2 模型的初步建立

4．2 单桩承载力分析

4．2．1 桩长对单桩竖向承载力的影响分析

4．2．2 桩径对单桩竖向承载力的影响分析

4．2．3 桩体的弹性模量对单桩承载力的影响分析

4．3 单桩桩侧摩阻力以及桩端阻力分析

4．3．1 不同荷载作用下的桩侧摩阻力及桩端阻力分析

4．3．2 不同长度的桩侧摩阻力及桩端阻力分析

4．3．3 不同直径的桩侧摩阻力及桩端阻力分析

4．3．4 不同的桩体弹性模量下桩侧摩阻力分析

4．4 单桩承载力影响因素分析

4．5 本章小结

第五章 基于辽沈地区情况静压管桩数值模拟分析

5．1 实际工程场地概况

5．2 模型的参数取值

5．3 模型的数据提取及分析

5．3．1 在竖向荷载作用下的沉降量分析

5．3．2 竖向荷载下的桩端阻力和桩侧摩阻力分析

5．4 与静载试验结果的对比分析

5．5 本章小结

第六章 结论

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

作者简介

致谢