钻孔灌注桩抗拔承载性能研究

论文摘要

随着工业的发展和城市规模的不断扩大,大量高层建筑不断涌现,地下结构的建设也愈加广泛。但是在工程实际中这些建筑物往往会遇到上拔荷载的作用,因此建筑或结构的抗拔问题日益受到国内外学者的重视。工程中,抗拔桩作为应用最为广泛的抗拔基础在一定程度上能很好的解决基础的上拔问题。相对抗压桩而言,人们对于抗拔桩的承载机理与受力变形的认识却远远落后于对抗抗压桩的认识。因此在抗拔桩的设计和研究方面很多知识还依赖与对抗压桩的认识和研究基础之上。然而工程实践中发现,由于抗拔桩的承载性能受到很多因素的影响,因此在承载性能方面与抗压桩的关系表现的较为离散。因此只有通过更多的试验才能更好的研究抗拔桩的承载机理和受力变形规律。本文通过现有关于抗拔桩资料的分析和总结,系统介绍了影响抗拔桩承载力的因素,并在此基础上提出抗拔承载力的确定方法。通过已有对嵌岩桩研究理论知识的学习,提出桩土间荷载传递的双折线模型。根据荷载传递理论,进一步分析了上拔荷载作用点对桩侧摩阻力的影响。依托南昌新地钻孔灌注桩检测项目,对桩进行了抗拔静载试验,并通过测量描绘了基桩的荷载—位移曲线。通过试验前预先安置在钢筋笼上的应力计测得基桩在各级上拔荷载的作用下桩土不同深度横截面的轴力及桩侧摩阻力的数据,对深入研究抗拔桩的力学性能提供了可靠的依据。利用ABAQUS来模拟计算抗拔桩的静载试验,得到的基桩的荷载—位移曲线以及桩侧摩阻力的分布曲线与静载试验测得的结果一致性良好,说明ABAQUS软件能够较好的模拟抗拔桩的承载性能。与此同时,通过ABAQUS软件进一步模拟了桩土材料参数对抗拔承载力及桩顶位移的影响,得到各种因素对抗拔桩荷载变形规律的一些有价值的收获。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究意义
• 1.3 研究现状
• 1.4 研究思路和内容
• 第2章 等截面桩上拔的桩土荷载传递
• 2.1 等截面抗拔桩的破坏形态
• 2.2 抗拔桩的荷载传递规律
• 2.2.1 桩侧摩阻力的发挥过程
• 2.2.2 桩侧摩阻力的深度效应
• 2.3 单桩抗拔承载力的影响因素
• 2.3.1 原状土的工程特性的影响
• 2.3.2 桩的几何尺寸的影响
• 2.3.3 刚度与刚度比的影响
• 2.3.4 成桩工艺的影响
• 2.3.5 时间效应
• 2.4 桩基的竖向承载力的确定方法介绍
• 2.4.1 试验方法
• 2.4.2 理论分析法
• 2.4.3 半经验半理论公式法
• 2.4.4 其他方法
• 第3章 上拔力作用点对抗拔桩承载力的影响
• 3.1 弹性阶段分析
• 3.1.1 试验分析及模型建立
• 3.1.2 荷载变形计算
• 3.1.3 桩身摩阻力分布
• 3.1.4 临界长度
• 3.1.5 最优上拔力作用点
• 3.2 弹性阶段分析
• 3.2.1 力学模型建立
• 3.2.2 侧摩阻力分布规律
• 3.3 结论及建议
• 第4章 桩的抗拔静载试验及数据处理
• 4.1 工程概况
• 4.2 检测依据及试验要求
• 4.3 试验仪器
• 4.4 反力装置及测量仪器安装
• 4.4.1 反力装置
• 4.4.2 钢筋计
• 4.5 现场测试
• 4.6 测试结果
• 4.7 数据处理和结果分析
• 4.7.1 荷载位移曲线
• 4.7.2 轴力与侧摩阻力分布曲线
• 4.7.3 方法比较与结果对比
• 4.8 本章小结
• 第5章 抗拔桩的ABAQUS有限元分析法
• 5.1 ABAQUS有限元法介绍
• 5.1.1 ABAQUS简介
• 5.1.2 ABAQUS软件的特点
• 5.2 钻孔灌注桩的ABAQUS有限元分析
• 5.2.1 计算模型
• 5.2.2 计算方案及计算参数
• 5.2.3 计算结果分析
• 5.3 ABAQUS模拟工程实例
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 不足及建议
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果