弱化饱和砂土对桩水平极限抗力的研究

摘要

桩在静力条件下的水平承载力的设计方法比较完善。但在振动荷载作用下，地基中可液化土层的超孔隙水压力会升高，导致土层横向抗力降低，桩基水平承载力下降。评价液化土层中桩基的水平承载力，现在基本采用折减系数法进行分析，但对于系数的大小，不同方法有不同的结论。同时，土层液化过程中，由于累积孔压增长会使土层抗力下降，弱化土层中桩土相互作用也是一个复杂问题。因此，有必要对上述问题进行研究。 ⑴应用有效应力原理，采用在饱和土层中施加反压的方法使饱和砂土层中维持一特定的孔压比，模拟振动荷载作用下饱和砂土中由于残余孔压的产生而导致的弱化状态。然后利用模型试验研究一定弱化状态饱和砂土中桩土的相互作用及土层水平抗力，研究土层水平极限抗力随饱和砂土中残余孔压增加时的变化规律。 ⑵参照API规范采用的土层水平极限抗力的理论分析方法，针对模型试验土层受有上覆压力的条件，推导了计算土层水平极限抗力的关系式。 ⑶针对模型试验采用的砂土，制作与模型试验具有相同密度的重塑土样，通过三轴压缩试验测定了不同弱化状态下砂土的强度参数，并将由土强度参数确定的水平极限抗力与模型试验结果进行了比较。结果表明，当土层中残余孔压比小于0.75时，采用土强度参数确定的土层水平极限抗力与模型试验结果比较吻合，其误差在12％以内；而当土层中残余孔压比等于1时，即饱和砂土液化后，土强度参数确定的土层水平极限抗力小于模型试验结果。

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第一章绪论

1.1概述

1.2桩基水平承载力的研究发展

1.3液化土层中桩基水平承载力的研究

1.4本文工作

第二章水平荷载作用下桩土相互作用p-y关系分析

2.1 p-y曲线

2.1.1 p-y曲线的基本方程

2.1.2砂土p-y曲线的构造

2.1.3依据p-y曲线进行桩的受力分析

2.2依据桩身弯矩确定p-y曲线的方法

2.2.1依据桩身弯矩确定p-y曲线方法分析

2.2.2差分方程定义

2.2.3差分方程的构造

2.3求解土抗力及桩身位移

第三章模型试验和分析

3.1试验概况

3.1.1试验装置

3.1.2试验砂土基本物性指标及饱和砂土制备

3.1.3模型桩标定及试验工况

3.2试验结果与分析

3.2.1桩顶力与位移关系曲线

3.2.2桩身弯矩及试验分析

3.2.3模型试验的p-y曲线探讨

第四章弱化状态饱和砂土的强度与土层水平极限抗力之间关系

4.1三轴强度试验

4.1.1试验装置及过程

4.1.2土性试验数据处理

4.1.3试验结果与分析

4.2模型试验土层的极限抗力

4.3依据土强度确定弱化饱和砂土层水平极限抗力的探讨

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致 谢