不同盘距下盘体形状对支盘桩承载性能影响研究

摘要

支盘桩是一种新型的变截面混凝土灌注桩，因其具有传力合理、沉降量小、承载力高等优点，工程应用前景广阔，目前已形成相对比较成熟的技术，被广泛地应用于各种工程中。但由于其影响因素的多样性、复杂性，在支盘形状、支盘间距对承载力的影响，以及盘底土体应力扩散路径及范围等方面，国内外专家学者的研究仍不够深入，目前仍缺乏可靠的试验分析和准确的理论结果。本文在查阅国内外大量文献的基础上，采用室内模型试验和有限元模拟的方法，通过盘体形状与盘间距的不同组合形成不同桩型，以此研究支盘桩的承载性能。本文的主要工作有:
　　(1)通过室内模型桩试验，比较在不同支盘形状与盘体间距的条件下单桩承载力和变形的特点，分析支盘形状、盘间距与其承载能力的关系。
　　(2)对室内试验所得结果（桩项荷载、桩身的沉降、桩周土压力等）进行对比分析，得出不同形状、盘间距组合下模型桩的荷载传递规律和桩周土压力扩散规律。
　　(3)运用有限元软件ABAQUS建立数值计算模型，对不同桩型的模型桩进行有限元数值模拟，进一步探究支盘桩的合理盘体形状、盘间距等影响因素。
　　(4)通过对模型试验现场拍摄的照片与有限元数值分析结果的对比分析，研究在受压荷载作用下双盘支盘桩的应力传递规律与影响范围，为后期理论研究提供参考。

目录

声明

摘要

1．1 引言

1．2 支盘桩的概念与发展

1．2．1 支盘桩的概念

1．2．2 支盘桩的发展历史

1．3 支盘桩的研究现状

1．3．1 支盘桩盘体直径对承载力的影响研究

1．3．2 支盘桩支盘间距对承载力的影响研究

1．3．3 支盘桩数值模拟研究

1．4 本文主要研究内容

第2章 支盘桩有关研究概况

2．1 桩土荷载传递理论

2．1．1 单桩荷载传递理论的研究现状

2．1．2 群桩荷载传递理论的研究现状

2．2 支盘桩荷载传递理论

2．2．1 支盘桩提高承载力机理

2．2．2 支盘桩受力机理

2．3 支盘桩承载力计算公式

2．3．1 支盘桩分支、盘体的设置要求

2．3．2 支盘桩承载力计算公式

2．4 现支盘桩研究存在问题

2．5 本章小结

第3章 室内模型试验

3．1 试验概括

3．1．1 模型试验相似理论

3．1．2 模型桩设置

3．1．3 试验装置

3．2 试验数据测量采集

3．2．1 桩顶沉降数据采集

3．2．2 桩周土压力数据采集

3．3 试验分组方案

3．4 试验步骤

3．4．1 土样装填与模型桩埋置

3．4．2 加载方法

3．5 本章小结

4．1 引言

4．2 竖向荷载力分析

4．2．1 支盘桩相同盘问距之间的承载力比较

4．2．2 支盘桩相同上盘倾角、不同下盘倾角的承载力比较

4．2．3 支盘桩相同下盘倾角、不同上盘倾角的承载力比较

4．2．4 最佳盘体组合分析

4．3 桩周土压力分析

4．4 现场变形图片分析

4．5 本章小结

第5章 有限元数值模拟分析

5．1 引言

5．2 ABAQUS软件简介

5．2．1 ABAQUS简介

5．2．2 ABAQUS发展历史

5．3 有限元模型的建立

5．3．1 模型建立的基本假定

5．3．2 本构模型

5．3．3 建立几何模型

5．3．4 创建材料与截面特性

5．3．5 部件装配

5．3．6 接触定义

5．3．7 边界条件与载荷

5．3．8 划分网格

5．3．9 平衡初始地应力

5．4 数值模拟结果与室内试验的比较

5．4．1 竖向荷载与位移

5．4．2 竖向荷载与位移

5．4．3 荷载作用下各支盘底土压力

5．5 本章小结

6．1 结论

6．2 不足与展望

参考文献

作者在攻读硕士学位期间所取得的科研成果

致谢