钻孔灌注桩竖向极限承载力的灰色预测与有限元分析

摘要

钻孔灌注桩是众多土木工程中常用的桩型基础之一，钻孔灌注桩的单桩竖向承载力特征值是进行桩基础设计时的最重要的参数之一，其值为单桩竖向极限承载力与安全系数之比，钻孔灌注桩的单桩竖向极限承载力值往往由现场静载荷试验得到，但由于众多条件约束和限制，试验中单桩竖向极限承载力值往往难以达到，即荷载－沉降曲线并不完整。
　　 由于地质条件等诸多因素的不同，钻孔灌注桩单桩静载荷试验所得到的荷载－沉降曲线的形态大体可分为“渐进型”和“陡降型”两大类，为预测钻孔灌注桩单桩竖向极限承载力值，本文在已有钻孔灌注桩单桩静载荷试验数据基础上，采取了利用灰色系统理论进行数值预测和有限元数值分析方法，进行与实测数据的对比分析，提高预测精度。
　　 灰色系统的四种模型对荷载－沉降曲线呈“渐进型”桩的极限承载力的预测具有较高的精度，其中新陈代谢GM(1，1)模型具有最高的可靠度和精度保证；对荷载－沉降曲线呈“陡降型”桩的极限承载力的预测集中灰色系统模型并不能保证其精确度，本文在新陈代谢GM(1，1)模型的基础上进行三次外推预测取平均值作为钻孔灌注桩单桩竖向极限承载力值，具有较高的精度和可靠度保证，是适合天津地区钻孔灌注桩极限承载力值预测的方法之一。
　　 在灰色理论之外本文利用有限元技术，采用ABAQUS软件进行钻孔灌注桩极限承载力试验的数值分析，得到其荷载－沉降曲线，分析其极限承载力值并与实际数据对比表明利用有限元来模拟并获得钻孔灌注桩极限力值是可行的。