桩端刺入变形与桩—土—承台共同作用的机理与分析方法研究

摘要

该文研究围绕基于桩端刺入变形及桩间土压缩的桩—土—承台共同作用分析方法及相关内容而展开.全文分为九章.第一章介绍了桩端刺入变形的概念,共同作用分析的研究现状等.第二章及第三章采用模型试验及颗粒流数值模拟方法,研究了砂土中桩端刺入变形下的土体性状及带承台桩基础桩间土的变形性状.通过土体位移场、应力场、孔隙率变化场的互相印证,揭示了刺入变形下桩端周围土体的压密—扩张过程及其与端阻力间的关系.不同桩径的归一化后刺入变形随端阻的发展具有相同的趋势.从桩间土变形与应力随桩端刺入变形发展的过程揭示了桩—土—承台体系的受力与变形特性.第四章及第五章应用双曲线模型分别对桩端阻力及桩侧摩阻力随位移的发展进行分析.结合实测资料,对上海土层的模型计算参数进行了分析.第六章提出了基于桩端刺入变形与桩间土压缩的桩—土—承台共同作用分析方法.采用双曲线模型模拟端阻及侧阻随变形的发展,以体现桩工作的非线性特性.承台板在土中产生的应力采用Boussinesq解.桩侧阻及端阻在桩间土中产生的应力采用Mindlin应力解.土中的应力为二者的叠加.采用分层地基模型,求解桩间土的变形.通过迭代算法,在保证体系受力平衡及桩间土压缩量等于桩端刺入变形量的条件下,求解基础各部分的受力与沉降.引入太沙基一维固结理论,分析土体固结对基础性状的影响.编制了带承台单桩基础的分析程序,对这一分析方法进行了研究.第七章提出了基于桩端刺入变形与桩间士压缩的桩—士—承台共同作用简化分析方法.该方法从单桩P-S曲线出发,可方便考虑不同单桩荷载水平下的承台板分担荷载量.与已有简化算法相比,该文算法更符合桩—土—承台共同作用机理.第八章较为系统的阐述了解决桥头跳车问题的路桥一体化设计方法.对该方法的设计思想、关键点、设计流程、工程应用的可行性等进行了探讨.同时,在该章给出了一个该文简化分析方法的说明性算例.第九章对该文的主要研究结论及尚待解决的问题做了总结.

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章概述

1.1桩端刺入变形的概念及研究意义

1.2路桥一体化设计方法

1.3本文的研究目的

1.4国内外研究现状概述

1.5本文研究的主要内容及创新之处

参考文献

第二章桩端刺入及桩间土变形的模型试验研究

2.1引言

2.2试验概述

2.3单桩桩端刺入变形试验

2.4桩间土变形试验

2.5本章小结

参考文献

第三章桩端刺入及桩间土变形的颗粒流模拟

3.1引言

3.2颗粒流程序简介

3.3单桩桩端刺入变形的颗粒流模拟

3.4桩间土变形问题的颗粒流模拟

3.5本章小结

参考文献

第四章基于刺入变形的桩端阻力分析模型

4.1引言

4.2桩端极限阻力的理论计算方法

4.3端阻力随刺入变形发挥的分析模型

4.4桩端阻力发挥的模型试验及实测数据分析

4.5本章小结

参考文献

第五章竖向荷载下单桩侧摩阻力的发挥性状

5.1引言

5.2桩侧极限摩阻的确定方法

5.3桩侧摩阻力随位移的发挥性状

5.4桩侧摩阻力发挥的实测研究

5.5打入桩侧摩阻力的时效问题

5.6本章小结

参考文献

第六章基于桩端刺入变形与桩间土压缩的桩-土-承台共同作用分析方法

6.1概述

6.2已有桩-土-承台共同作用分析方法简评

6.3基于桩端刺入变形与桩间土压缩的桩-土-承台共同作用分析方法

6.4计算流程

6.5计算结果及分析

6.5.1单一均质粘土中单桩的计算分析

6.5.2单一均质粘土中带承台单桩基础的计算分析

6.5.3分层土中灌注桩工程实例的计算分析

6.5.4对桩间土和桩端下卧土层固结的考虑

6.6本章小结

参考文献

第七章基于桩端刺入变形与桩间土压缩的桩-土-承台共同作用简化分析方法

7.1概述

7.2已有简化分析方法分析

7.3基于桩端刺入变形与桩间土压缩的桩-土-承台共同作用简化分析方法

参考文献

第八章路桥一体化设计方法与实践

8.1概述

8.2路桥一体化设计的基本构思

8.3按沉降控制桥梁桩基础的设计问题

8.4路桥一体化设计方法的实践

8.5采用本文简化算法对路桥一体化设计桩基的分析

8.6本章小结

参考文献

第九章结语

9.1主要研究结论

9.2有待进一步研究的问题

致谢