基桩自平衡法静载试验荷载传递特性的分析及其应用

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1、申请上海交通大学博士学位论文摘要基桩自平衡法静载试验荷载传递特性分析及其应用摘要单桩承载力的确定是桩基设计中的关键问题。随着超长、高承载力桩基以及各种施工工艺复杂的灌注桩的出现，传统的基桩静载试验方法由于费用昂贵、耗时长且易受吨位和场地条件的限制，已越来越难以满足基桩承载力检测的要求。在这种情况下，相对更省时、经济、安全可靠、不受场地条件限制的基桩静载试验方法一自平衡法应运而生。由于在自平衡法试验中，基桩的受力方式与桩在工作条件下有所不同，而其数据分析处理的理论研究还远未完善，本文便针对存在的主要问题进行了如下较为深入的研究：(1)采用荷载传递法，以弹性．应变硬化．理想塑性的三折线荷载传递函数

2、模拟桩侧土的作用，以弹性和两个塑性硬化阶段组成的三折线荷载传递函数模拟桩端土的作用，分别建立了桩侧土为单层均质及成层地基时自平衡法试验上段桩和下段桩荷载．位移曲线的解析表达式。以此拟合上段桩实测荷载．位移曲线，可以得到桩土系统较全面的信息。(2)由以上解析表达出发，分析了上段桩身自重对自平衡法试验上段桩荷载．位移曲线的影响，分析了上、下段桩刚度的影响因素，分别给出了自平衡法试验上、下段桩及等效顶压桩极限承载力的解析表达。以上对自平衡法试验下段桩的相关解析方法同样适用于对顶压桩的整体分析。(3)根据以上的解析表达，从理论上分析了自平衡法试验中自平衡点，即荷载箱的位置选择问题。由上、下段桩极限承载

3、力平衡、位移量平衡得到的自平衡点位置不相同，从而说明要找到能同时满足加载和位移平衡的自平衡点是非常困难而不切实际的，在试验设计中应以上、下段桩均能在试验中达到极限承载力为基础，再适当考虑位移量的平衡来确定荷载箱的位置。(4)对现有的几种由自平衡法试验数据向常规顶压静载试验荷载．沉降曲线转化方法存在的不足进行分析，建立了以荷载传递法为基础，以实测下段桩荷载．沉降数据点为边界条件的解析转换方法，得到更为合理和可靠的等效顶压桩荷载．沉降曲线。申请上海交通大学博士学位论文摘要该方法应用方便，能更准确地由自平衡法试验数据判断基桩在工作条件下的承载性能。(5)应用荷载传递法给出了抗拔桩荷载．位移曲线的解析

4、表达，建议了由自平衡法试验数据得到抗拔桩荷载．位移曲线的转换方法。如抗拔桩较长或桩侧各土层之间的承载性能差别较大，则按规范方法判断抗拔桩的承载能力将存在一定的安全隐患，而本文上述解析转换方法则更为可靠。关键词：桩，静载试验，自平衡法试验，荷载传递，荷载．沉降曲线，解析算法，自平衡点，解析转换方法Ⅱ申请上海交通大学博士学位论文ABSTRACTLoadTransferCharacteristicsofSelf-balancedStaticLoadingTestofPileswithApplicationsAbstractDeterminationofbearingcapacityforsingle

5、pileisakeyproblemforapilefoundationdesign．Withtheincreasingofpilelengthandbearingcapacityaswallasmorewidelyuseofboredpiles，traditionalstaticloadingtestmethodsbecomemoreandmoredifficulttomeettheengineeringneedsforitSllighcost,longtimeconsumedandlimitationoftestsiteandbearingcapacity’Smagnitude．Inthis

6、case，anewstaticloadingtestoffoundationpile—self-balancedmethodemergesasthetimerequires，whichismoretimeefficient,moreeconomical，muchsaferandwithlowersiterequirementthantheconventionalmethods．However,therearestillsomeproblemsintheapplicationsofself-balancedloadingtestmethodsincetherelated10adtransferm

7、echanismisdifferentfromthatforanengineeringpile，alsothetheoryofdataanalysisandprocessingisfarfromperfect．Theseproblemsareintensivelystudiedinthisdissertationandthemainresearchworkhereinconsistsofthefo