浅谈现浇混凝土薄壁管桩水平受力特性试验研究与分析

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1、河海大学博士学位论文现浇混凝土薄壁管桩水平受力特性试验研究与分析姓名：马志涛申请学位级别：博士专业：岩土工程指导教师：刘汉龙20070501摘要大直径现浇混凝土薄壁管桩(简称PCC桩)是河海大学岩土工程科学研究所研制的一种新型桩基技术，该桩型具有造价低、施工速度快、操作简单等特点，目前已经在江苏、上海、浙江等地得到推广使用，取得较好的效果。但作为一种新桩型，PCC桩理论研究还落后于实践，且现有的理论研究主要集中在桩的竖向承载性方面，关于桩水平受力特性方面的研究还很少，这在一定程度上限制了该桩的进一步推广使用，因此，对PCC的水平受力特性进行研究是非常必要的。此外，就桩

2、基水平承载性研究本身而言，由于问题的复杂性，现有的理论也存在许多不足之处，也有待于进一步完善。基于上述存在的问题，本文主要从试验研究和理论分析两个方面对PCC桩的水平受力特性进行研究。本文主要研究内容如下：1)回顾总结了国内外有关桩基水平承载特性方面的研究现状，对现有主要理论方法进行比较，分析了他们的优缺点，提出本文研究的目的和意义；2)根据PCC桩的成桩特点，在均质砂土中，开展了PCC桩室内模型试验，探讨分析了PCC桩桩身水平位移、桩身弯矩以及桩前土抗力分布等水平受力特性，定性地分析桩径、桩长以及分层土体对受力特性的影响；3)基于杭千高速公路软基处理工程，对PCC桩

3、进行现场试验研究，分析了原型桩的水平承载性，对单桩的极限承载力、不同加载方式的影响进行分析；4)考虑土体的弹塑性变形性质以及桩土作用的非线性特性，建立一个静荷载下水平承载桩的弹塑性简化分析方法，并利用格利塞有限差分法进行数值解答，通过与试验结果、数值计算以及传统弹性m法进行比较，证明了该法的合理性。5)利用上述弹塑性方法对影响PCC桩水平受力特性的桩体结构、桩周土体特性等主要影响因素进行分析，探讨了各因素对F'CC桩水平受力特性影响大小及规律。6)通过模型试验和理论计算，对相同条件下，具有相同截面积的PCC桩、实心圆桩和实心方桩的水平受力特性进行比较，分析了PCC桩抗

4、水平变形的优越性。关键词：现浇混凝土薄壁管桩、水平荷载、试验研究、弹塑性分析、有限差分、影响因素分析m河海大学博士学位论文AbstractTheeast-in-situconc瞅ethin-wallpipepile(simplenamedPCC)isaIlCWpiletechnologydevelopedbytheResearchInstituteofGeoteelanicalEngineeringofHohaiUniversity,usedtothesoilgroundlI'eatment．Comparedwithotherkindsofpile，thePCCpil

5、ehasSOmlepreferablemerits，such鸥shortconstructiontime,lowconstructioncostandeasyoperationete．Currently,thisnewtechnologyhasbeenusedsuccessfullyinJiangsu,ShanghaiandZhejiangete．Butasanewpiletechnology,thetheorystudyisdroppedbehinditsappfieation,andmostattentionsnOWhavebeengiventothe、／erti

6、ealloadcarryingproperties,thestudy011itslateralloadcarryingpropertiesisfew,SOitisnecessarytocarryoutsonicstudies011thelateralloadcarryingproperties．Inaddition,theoriesWehavenOWOnpilelateralloadcarryingpropertyaredeficient．theyalealsoneededtobeperfected．BecauseoftheseproblemsgiVeilllbOVe

7、,someteststLIdiesandtheoreticanalysisWCrecarriedouttoresearchthelateralloadcarryingpropertiesofPCCpileandsomehelpfulconclusionsweredrawn,andallelastoplastieanalysismodelanditssolutionWCl"CgivelLThemaincontentsofthecurrentresearchareasfollows：1)Statusoftheresearchofpilelaterallo