竹节型预应力管桩斜向抗拔承载性状研究

摘要

竹节型预应力管桩是一种变截面新型管桩。竹节桩不但拥有良好的稳定性，而且具有较大的承压、抗拔和抗水平荷载能力，其经济效益显著。由于该桩型工程应用时间不长，所以在理论分析和试验研究方面很少开展，特别是在斜向上拔荷载作用的工况下关于其承载力和传力机理方面的分析研究几乎没有见到报道。本文在查阅了国内外大量文献的基础上，针对节间距的变化与斜向上拔荷载倾角的变化对竹节桩斜向抗拔承载力的影响进行了比较深入的研究。本文的主要的研究内容有:
　　(1)通过室内模型试验，对比等直径桩和竹节型预应力管桩的斜向抗拔承载力特点，分析并得出竹节桩的承载力特点和传力机理。
　　(2)通过设计一组室内模型试验，将相关数据结果进行比较分析，得出竹节型预应力管桩在不同节间距下的斜向抗拔承载力特点。
　　(3)通过建立不同节间距的竹节型预应力管桩有限元模型，通过对它们进行数值模拟静载试验，来验证室内模型试验结果的正确性，并经过一系列的计算和分析找到最合理的竹节间距。
　　（4)通过建立竹节型预应力管桩有限元模型。改变斜向上拔荷载的倾斜角度，研究其对竹节桩斜向抗拔承载性能的影响。
　　(5)建立椭圆公式，将公式模拟出的曲线与有限元得出的数据点进行比较分析，从而证明采用椭圆公式模拟水平与竖向荷载分量的耦合作用具有一定的准确性，且模拟结果偏于安全。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 竹节桩简介

1．2．1 竹节桩的概念

1．2．2 预应力管桩的发展

1．2．3 现阶段竹节桩成桩工艺

1．2．4 竹节桩选用原则

1．3 竹节桩国内外研究现状

1．4 竹节桩的作用机理

1．4．1 竹节桩对土层的利用

1．4．2 研究荷载传递的理论方法

1．4．3 竹节桩竖向上拔破坏模式

1．4．4 竹节桩的优点

1．5 论文主要研究内容

1．6 拟解决的关键问题

第二章 室内模型试验

2．1 引言

2．2 模型试验概况

2．2．1 模型试验内容

2．2．2 模型试验装置

2．2．3 模型试验细部处理

2．3 测量系统

2．3．1 位移测量

2．3．2 桩身轴力测量

2．3．3 桩周土压力测量

2．4 加载方法及步骤

2．4．1 加载方法

2．4．2 试验步骤

2．5 试验结果整理和分析

2．5．1 上拔荷载分量与上拔位移分量对比分析

2．5．2 水平荷载分量与水平位移分量对比分析

2．5．3 桩身轴力对比分析

2．5．4 桩周土压力对比分析

2．6 本章小结

第三章 数值模拟方法

3．1 引言

3．2 ABAQUS软件简介

3．2．1 ABAQUS总体介绍

3．2．2 ABAQUS组成及功能简介

3．3 有限元模型的建立

3．3．1 模型的基本假定

3．3．2 本构模型

3．3．3 几何模型的建立

3．3．4 定义材料特性

3．3．5 部件装配

3．3．6 定义接触单元

3．3．7 边界条件和荷载

3．3．8 网格划分

3．3．9 平衡初始地应力

第四章 有限元模型验证

4．1 桩土变形位移分析

4．2 数值模拟结果与室内试验的对比分析

4．2．1 竖向荷载位移曲线对比分析

4．2．2 水平荷载位移曲线对比分析

4．3 本章小结

第五章 荷载倾角对竹节桩斜向抗拔承载力的影响

5．1 不同荷载倾角下土体位移云图对比分析

5．2 荷载倾角对竹节桩斜向抗拔承载力的影响

5．2．1 荷载倾角对竹节桩竖向抗拔承载力的影响

5．2．2 荷载倾角对竹节桩水平承载力的影响

5．2．3 水平分量与竖向分量的耦合作用

5．3 椭圆公式模拟

5．4 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 不足与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果