论文题目: 大直径灌注筒桩承载性状研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 岩土工程
作者: 王哲
导师: 龚晓南
关键词: 灌注筒桩,承载性状,荷载传递,自由荷载,解析解,双排桩
文献来源: 浙江大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文采用解析算法,就考虑土芯作用下的筒桩竖向承载力计算、筒桩在竖向与水平向力同时作用下的性状分析、双排桩海堤筒桩结构内力与位移计算等三个方面展开了较为深入细致的研究。主要工作和研究成果如下: 1.考虑筒桩土芯分担荷载以及筒桩与土芯内摩阻力发挥情况,采用弹塑性荷载传递函数推导出了筒桩的竖向荷载—沉降关系的解析表达式,并计算得到任意截面桩身轴力及内外侧摩阻力的表达式。计算表明:土芯顶端分担的荷载以及筒桩内侧摩阻力随着桩顶荷载、桩土模量比、筒桩内外径比的变化而变化;在单桩荷载—沉降曲线中,l、Csa和ka越大,桩顶极限承载力越大,对应桩顶沉降量也越大。 2.在现行m法假设的基础上导出了筒桩单桩在竖向集中荷载、水平向荷载、桩身自重以及桩内外侧摩阻力耦合作用下的计算公式,首次把自由段荷载的作用耦合进来。计算表明:桩身弯矩值和桩身变位随着桩顶轴力P的增大而提高,当基桩自由长度和竖向荷载较大时,P—△效应不可忽略;桩身自重以及桩周内外摩阻力对桩身弯矩和桩身变形的影响很小,数量级在10-4,计算时可忽略他们其对桩身内力的影响;随着埋入深度的增大,桩身最大弯矩和桩顶水平变位都增大,但是埋入深度增大一定值,桩身弯矩和桩身变位趋于稳定;桩顶水平变位和桩身最大弯矩随着各参数——桩顶弯矩或桩顶水平力、自由长度、桩身弹性模量和水平地基抗力系数、自由段荷载等的增大而增大,其中,桩顶水平力对桩身最大弯矩和桩顶水平变位的影响最大。 3.介绍了几种筒桩海堤的结构型式,并应用结构位移法求解了双排桩海堤各桩的等效桩顶荷载。对桩顶挠度系数、桩顶刚度系数、顶板的位移和转角进行了求解,最后将作用于筒桩海堤的荷载等效至各桩头。 4.计算了施工期荷载作用下单桩受力、海堤施工期短暂作用效应组合以及正常使用下作用效应的持久组合3种工况下的桩身弯矩和桩身水平变位。计算表明:正常使用下作用效应的持久组合工况下靠陆侧桩身有最大值弯矩;施工作用效应的短暂组合工况下靠陆侧桩身弯矩是从桩顶至桩头逐渐衰减的。分析了桩间距B1、排间距B2的变化对筒桩海堤荷载传递性状的影响。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 国内外研究现状
1.2.1 筒桩应用研究现状
1.2.2 竖向和水平向荷载共同作用下基桩的研究现状
1.2.3 双排桩支护结构研究现状
1.3 本文的主要研究内容与论文的组织结构
1.3.1 本文的主要内容
1.3.2 论文的组织结构
第二章 考虑土芯作用的筒桩竖向承载力
2.1 引言
2.2 荷载传递法解析求解
2.2.1 大直径灌注筒桩的荷载传递规律
2.2.2 模型简化及基本假定
2.2.3 桩竖向荷载—沉降曲线的解析算式
2.2.4 与已有解的对比
2.3 算例计算
2.4 桩土参数对筒桩工作性状的影响
2.5 本章小结
第三章 竖向力与水平向力同时作用下筒桩的性状
3.1 引言
3.2 基桩挠曲微分方程式的建立
3.3 桩全部埋入土中时(h=0)
3.3.1 基本方程的求解
3.3.2 地面处桩的变位
3.3.3 求地面以下任一深度z处桩身的位移和内力
3.4 桩有部分露出地面时(h＞0)
3.4.1 沿桩轴无均布竖向荷载
3.4.2 沿桩轴有均布竖向荷载
3.5 最大弯矩值的计算
3.6 地面处抗力不为零(z≠0)时的解答
3.7 成层地基中竖向与水平向荷载同时作用下桩的受力分析
3.8 计算与分析
3.8.1 算例
3.8.2 考虑自由段荷载作用的筒桩受力性状分析
3.9 本章小结
3.10 附录—荷载函数
第四章 筒桩排桩海堤结构内力与位移计算
4.1 引言
4.2 筒桩结构直立式海堤概述
4.2.1 筒桩海堤结构型式
4.2.2 筒桩结构直立式海堤优点
4.2.3 荷载计算及组合
4.3 筒桩海堤的内力与位移计算
4.3.1 模型简化及基本假定
4.3.2 桩顶挠度系数
4.3.3 桩顶刚度系数
4.3.4 顶板的位移和转角求解
4.4 本章小结
第五章 双排筒桩海堤计算实例分析
5.1 引言
5.2 筒桩结构海堤算例分析
5.2.1 概述
5.2.2 设计资料
5.2.3 理论分析
5.2.4 计算过程
5.3 桩土参数对筒桩海堤工作性状的影响
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 建议与展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表论文情况
浙江大学岩土工程研究所历届博士学位论文目录
发布时间: 2006-01-19
参考文献
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