存在软弱下卧层的大直径扩底桩竖向承载性状的数值模拟

摘要

随着我国工程建设的发展，大直径扩底桩应用越来越广泛，然而对其竖向承载机理的研究却远不够。我国不少软土地区的桩基工程常遇到有薄硬夹层的地质条件，该硬层能否作为大直径扩底桩的持力层一直是工程界非常关注的问题，若能合理利用则可减少桩长、节约基础造价。 为分析存在软弱下卧层的大直径扩底桩的竖向承载性状，本文利用有限差分程序建立三维非线性有限差分数值模型，将计算结果与实测数据进行对比，验证了计算模型与参数选取的合理性。在此基础上，分别研究持力层厚度、桩端入持力层深度和土层参数的变化以及桩身尺寸的变化对存在软弱下卧层的大直径扩底桩竖向承载性状的影响。可以发现，大直径扩底桩承载力随持力层厚度的增加而增大，且在持力层厚度较小时持力层厚度的变化对承载力及桩端阻力所占比例影响显著。桩侧土层模量与持力层模量比为0.2时，桩端入持力层深度的变化在持力层厚度较小时对大直径扩底桩的极限承载力影响较大。相同持力层厚度下，桩侧土层模量的变化对大直径扩底桩承载力的影响较大，模量越大承载力越高：大直径扩底桩承载力随持力层模量的提高而显著增大；下卧层参数的变化对大直径扩底桩承载力的影响很大。桩体尺寸变化对存在软弱下卧层的大直径扩底桩承载性状的影响与无软弱下卧层时的规律类似。本文分析结果对实际工程具有指导作用。

目录

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声明

第1章绪论

1.1研究背景和意义

1.2大直径扩底桩特点及构造

1.3竖向荷载作用下大直径扩底桩的承载特性研究现状

1.3.1桩-土体系荷载传递规律

1.3.2单桩荷载-沉降特性

1.3.3大直径扩底桩破坏形态

1.3.4大直径扩底桩承载力确定方法

1.3.5持力层为薄硬夹层的扩底桩承载性状

1.4本文主要内容

第2章大直径扩底桩的有限差分分析

2.1前言

2.2有限差分程序FLAC3D简介

2.3有限差分程序适用性研究

2.3.1有限差分程序分析要点

2.3.2理论计算与实测结果的对比

2.4本章小结

第3章土层变化对存在软弱下卧层的大直径扩底桩竖向承载性状的影响

3.1概述

3.2持力层厚度变化对大直径扩底桩竖向承载性状的影响

3.2.1计算模型的建立及参数选取

3.2.2 Q-s曲线分析

3.2.3荷载传递规律

3.2.4破坏形态

3.2.5桩底土应力与变形分析

3.3桩端入持力层深度变化对大直径扩底桩竖向承载性状的影响

3.3.1计算模型的建立及参数选取

3.3.2计算结果及分析

3.4地基土参数变化对大直径扩底桩竖向承载性状的影响

3.4.1桩侧土层参数的变化

3.4.2持力层参数的变化

3.4.3下卧层参数的变化

3.5本章小结

第4章桩身尺寸变化对存在软弱下卧层的大直径扩底桩竖向承载性状的影响

4.1前言

4.2桩长的变化对大直径扩底桩竖向承载形状的影响

4.3摩擦段桩径的变化对大直径扩底桩竖向承载形状的影响

4.4扩底直径的变化对大直径扩底桩竖向承载形状的影响

4.5本章小结

第5章结论与展望

5.1结论

5.2展望

致谢

参考文献

个人简历 在学期间发表的学术论文与科研成果