支盘桩的抗拔机理及承载力计算研究

论文摘要

支盘桩具有承载力高、适用范围广、经济效益明显等优点，其作为抗拔桩用于抗拔基础或抗浮设计，可带来可观的经济效益，在安全性能及降低工程造价上具有重要的意义。然而作为一种新桩型，支盘桩在抗拔方面的理论研究及工程应用都不多。这与学术界对支盘桩抗拔机理及工程性状方面的研究较少有密切的关系。因此，对支盘桩的抗拔开展研究是十分有意义的。本文在阅读和综合分析了国内外相关文献的基础上，通过理论计算及系统的室内模型试验，对支盘桩的抗拔机理及承载力计算进行了研究。研究内容主要包括：第一，在参考扩底桩抗拔破坏面形式的基础上，利用幂函数形式的滑移面假设并运用极限平衡法推导了单盘短桩的极限抗拔承载力计算公式。第二，通过支盘桩在砂土中承受上拔荷载的三组室内模型试验，研究了盘数、盘的埋设深度、盘距对支盘桩在砂土中的抗拔机理及承载能力的影响。研究表明，同等条件下等直径桩的抗拔承载力小于支盘桩；当上覆土层减少时，等直径桩及支盘桩的抗拔承载力均出现大幅减小；同等埋设状况及加荷条件下，双盘桩的抗拔承载力随着盘距的增加而增大。第三，对整个模型试验中涉及到的桩身受力及桩周土压力进行了分析研究。结果显示，在桩身受力方面：整个加载过程中，盘的阻力和侧摩阻力之间存在互补关系；盘距的不同直接关系到盘的承载能力的发挥，上、下盘承载能力的发挥有明显的时间效应。桩周土压力方面：桩底（盘底）有形成空腔的趋势并导致砂土产生卸荷情况。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题的提出
• 1.1.1 支盘桩简介
• 1.1.2 支盘桩的成桩机理
• 1.1.3 支盘桩的工程特点
• 1.1.4 课题的研究意义
• 1.2 国内外抗拔桩的研究现状
• 1.2.1 等直径抗拔桩
• 1.2.2 抗拔锚杆桩
• 1.2.3 扩底抗拔桩
• 1.2.4 抗拔桩计算理论
• 1.3 支盘桩的研究现状
• 1.3.1 抗拔机理研究方面
• 1.3.2 抗拔承载力研究方面
• 1.3.3 试验研究方面
• 1.3.4 数值分析研究方面
• 1.4 研究中存在的问题
• 1.5 主要研究内容及拟解决的关键问题
• 1.5.1 主要研究内容
• 1.5.2 研究中拟解决的关键问题
• 1.6 本章小结
• 2 支盘桩抗拔机理及承载力计算
• 2.1 引言
• 2.2 扩底桩抗拔破坏面形式
• 2.3 常用支盘桩抗拔承载力计算公式
• 2.4 基于极限平衡法推导单盘短桩抗拔承载力计算公式
• 2.4.1 破坏面假设
• 2.4.2 计算公式推导
• 2.4.3 计算公式验证
• 2.5 本章小结
• 3 支盘桩室内模型试验
• 3.1 引言
• 3.2 模型试验概况
• 3.2.1 模型试验箱及模型桩
• 3.2.2 配套试验设备
• 3.2.3 试验分组
• 3.2.4 试验步骤
• 3.3 本章小结
• 4 模型试验结果分析
• 4.1 引言
• 4.2 抗拔承载力结果分析
• 4.2.1 等直径桩与支盘桩比较
• 4.2.2 不同埋设深度情况下的比较
• 4.2.3 不同盘距支盘桩比较
• 4.3 桩身受力结果分析
• 4.3.1 桩身受力计算方法
• 4.3.2 不同盘数支盘桩的桩身轴力比较
• 4.3.3 不同埋设深度情况下的桩身轴力比较
• 4.3.4 不同盘距支盘桩的轴力变化及盘分担荷载情况比较
• 4.4 桩周土压力结果分析
• 4.4.1 等直径桩与支盘桩比较
• 4.4.2 不同盘距支盘桩比较
• 4.5 本章小结
• 5 结论与展望
• 5.1 本文总结
• 5.1.1 主要做的工作
• 5.1.2 主要研究成果
• 5.2 存在的不足与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要科研成果