扩径桩承载特性模型试验及数值模拟研究

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1、分类号：____________TU447密级：公开ＵＤＣ：624单位代码：11646硕士学位论文论文题目：扩径桩承载特性模型试验及数值模拟研究学号：1511083406姓名：郑言东专业名称：岩土工程学院：建筑工程与环境学院指导教师：郑荣跃教授指导教师：刘干斌教授论文提交日期：2018年6月25日AThesisSubmittedtoNingboUniversityfortheMaster’sDegreeModeltestandfiniteelementanalysisonbearingcapacitycharacteristicsofexpandedpileC

2、andidate：ZHENGYan-dongSupervisors：ProfessorZHENGRong-yueProfessorLIUGan-binFacultyofArchitectural，CivilEngineeringandEnvironmentNingboUniversityNingbo315211，ZhejiangP.R.CHINAJune25th，2018独创性声明本人郑重声明：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的研究成果，也不包含为获得宁

3、波大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。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做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。签名：___________日期：____________关于论文使用授权的声明本人完全了解宁波大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵循此规定）签名：___________导师签名：___________日期：____________宁波大学硕士

4、学位论文扩径桩承载特性模型试验及数值模拟研究摘要“扩径桩”是在灌注桩不同设计深度进行扩孔，灌注混凝土形成扩径体的变截面桩。由于扩径体的存在，增大了桩身与地层接触面积，提高了单桩承载力，具有良好的技术性和经济性。目前，国内外关于大直径扩底桩和挤扩支盘桩的计算理论方面已有大量的研究和应用，而对于扩径桩，尤其是多级扩径桩的承载力特性研究尚不够深入，并缺乏相关的设计计算理论，从而限制了扩径桩的推广应用。为此，本文通过模型试验、数值模拟和理论分析方法，研究了抗压、抗拔扩径桩的承载特性及荷载传递规律，并推导建立扩径桩单桩抗压承载力及沉降计算公式，并与模型试验数据进行对比验

5、证，为扩径桩的设计计算和工程实践提供技术支撑。主要工作如下：(1)通过试验系统设计，开展了扩径桩抗压承载特性模型试验，测试获得了桩顶荷载、桩顶位移和桩身轴力数据，研究了竖向受压荷载作用下等直径桩、扩底桩、扩径桩的承载特性及荷载传递规律。由于扩径体的设置提高了单桩抗压承载力，其极限承载力约为等直径桩的160%。(2)在模型试验系统上，开展了扩径桩抗拔承载特性模型试验，测定了桩顶荷载、桩顶位移和桩身轴力结果。扩底桩和扩径桩可较大幅地提高单桩抗拔承载力，减小上拔位移，且随着扩径体个数增加其作用更为明显。扩底桩极限抗拔承载力是等直径桩的1.41倍，扩径桩是等直径桩的1

6、.95倍。(3)利用ABAQUS有限元软件，以模型试验为原型建立数值计算模型，将模拟计算结果与模型试验结果进行对比，验证了计算模型参数的合理性及结果的可靠性，并探讨了扩径比、桩土界面摩擦系数、桩端土体弹性模量等参数对扩径桩承载力的影响。(4)结合实际工程，开展了等直径桩与扩底桩静载荷试验，并建立有限元计算模型，对比分析两种桩型的承载特性，讨论了桩、土参数对单桩承载力的影响，并提出了扩底桩的施工质量保证措施。I扩径桩承载特性模型试验及数值模拟研究(5)根据桩基理论、模型试验和现场试桩结果，推导建立扩径桩单桩抗压承载力及沉降的计算公式，并利用试验数据对其合理性进行

7、了验证。关键词：扩径桩，承载特性，模型试验，现场试验，有限元，设计计算II宁波大学硕士学位论文ModeltestandfiniteelementanalysisonbearingcapacitycharacteristicsofexpandedpileAbstractTheenlargeddiameterpileisavariablecrosssectionpilewhichisfilledthroughthedifferentdesigndepthoftheboredpileandperfusestheconcretetoformtheexpander.Be

8、causethedesignofexp