载体桩承载性状的模型试验研究

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1、密级：公开工学硕士学位论文载体桩承载性状的模型试验研究ModelTestStudyonBearingBehaviorofCarrierPile培养单位：土木工程学院专业：岩土工程研究生：杨政指导教师：张力霆教授二○一八年三月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：

2、关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。(保密的论文在解密后应遵守此规定)作者签名：日期：导师签名：日期：摘要载体桩是一种以载体为主要承载力来源的端承桩。近些年，它以承载能力高，施工工艺简单，造价低廉等优势迅速发展。目前，对载体桩的大多数研究体现工程案例分析中，在

3、模型试验方面对载体桩的承载性状、受力机理等问题研究较少，理论体系尚不完善。本文以载体桩技术的巨大承载优势以及光明的发展前景为出发点，通过大量资料分析，结合现有的理论体系，对载体桩进行了夯扩体夯扩试验、半桩试验、全桩加载试验等研究。运用自主加工的模型试验箱对载体桩的承载性状、夯扩体成型机理以及其桩周土的挤密效果进行系统的研究。在本文中，结合现场工程检测实例，通过室内模型试验，对夯扩体的夯扩过程、夯扩体的成型规律、挤密土体的影响范围都有了较为深入的研究。通过对半桩模型加载，直观充分的观察到了夯扩体在荷载作用下的位移、变形以及破坏情况。在全桩载荷试验中，将得到

4、的全桩Q-S曲线与半桩Q-S曲线进行对比分析，总结了载体桩承载性状的特点，揭示了载体桩的成桩机理。运用数值模拟，得到了不同夯扩体直径条件下载体桩的应力云图、位移云图及荷载沉降曲线。最后，将工程实例、模型试验、数值分析三者有机结合，充分证明了本文研究成果的可靠性。本文的主要研究内容和结论如下：(1)根据本课题的需要改进了原有的模型试验箱。模型箱在直观可视的基础上，配置竖向加载装置。利用竖向加载装置可实现模拟箱内任何位置基桩的竖向加载过程。对比现有的土工模型加载箱，本模型箱具有操作方便，加载简单，结果准确等优势。(2)通过半桩夯扩试验，观察夯扩体成型规律，观

5、察总结桩周土破坏模式，确定桩周土挤密影响范围。对半桩模型进行加载，绘制荷载沉降曲线，总结载体桩的承载性能。(3)在全桩试验中，对夯扩体进行整体开挖，取桩周土物理力学指标进行测定，确定夯扩挤密范围，充分揭示了夯扩体的成型机理。并对比半桩试验，进行全桩载荷试验，绘制荷载沉降曲线、时间沉降曲线，进一步确定载体桩的承载性能，充分说明载体桩是一种承载性能非常优越的桩型。(4)通过数值模拟，对载体桩承载性状进行分析，得到了载体桩承载力随夯扩体体积增大而大幅提高的结论，并验证了存在最优夯扩体直径的结论。关键词：载体桩；半桩试验；全桩试验；荷载沉降曲线；挤密影响范围；承

6、载性状AbstractThecarrierpileisanendbearingpilewhichisthemainbearingcapacityofthecarrier.Inrecentyears,ithasdevelopedrapidlywiththeadvantagesofhighbearingcapacity,simpleconstructiontechnology,lowcostandsoon.Atpresent,mostoftheresearchesoncarrierpilesreflectengineeringcasestudies.Ther

7、earefewstudiesonbearingcapacityandstressmechanismofcarrierpilesintermsofmodeltest,andthetheoreticalsystemisnotyetperfect.Inthispaper,theauthorwithcarrierhugebearingcapacityofpiletechnologyadvantagesandbrightprospectsfordevelopmentasastartingpoint,throughalargenumberofdataanalysis

8、,combinedwiththeexistingtheoreticalsyste