基于土塞对管桩单桩竖向承载力计算的影响

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1、天津大学硕士学位论文土塞对管桩单桩竖向承载力计算的影响姓名：刘国辉申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：李飒20070601摘要本文对管桩的竖向承载力计算方法进行了归纳总结，对开口管桩的土塞形成机理以及土塞对桩侧阻力的影响进行了理论分析研究。在理论分析的基础上，运用有限元软件，将数值方法用于管桩竖向承载力的研究。在有限元软件中通过定义接触体来模拟桩土界面上的相对滑移，使得有限元对模型试验过程的模拟更接近于实际情况。首先，利用有限元对模型试验进行模拟分析，在有限元分析中分别选用Hardening—Soil模型

2、和Molar．Coulomb模型进行计算，对比分析了不同本构模型对土体变形(即竖直位移)的影响，认为Hardening．Soil模型的模拟效果优于Molar-Coulomb模型。将有限元计算结果与试验资料进行比较，结果基本一致，表现了本文分析模式的适用性。其次，根据有限元结果，认为对于闭塞的开121桩，其承载力也是由桩外侧摩阻力，桩端阻力和土塞共同提供的。在管桩受力时，桩的外侧摩阻力首先发挥作用，并最先达到极限值；桩端阻力的作用随位移的增加而被逐渐调动，并在加载结束时达到了极限值。土塞承载力也随着位移的增加而逐

3、渐发展，位移越大时，土塞所提供的承载力也越大。计算土塞的内摩阻力时，系数的∥大小不仅与土塞高度与管桩的内径比值有关，还与管桩的位移有关。从本质上说，∥沿土塞高度的变化正是∥受位移影响这一现象的反映。在分析土塞所提供的承载力时有必要将其与桩体的容许位移量相互联系进行综合考虑。关键词：管桩有限元法竖向承载力外侧摩阻力土塞内侧摩阻力ABSTRACTInthispaper，theauthorsummarizesmethodsusedtOanalyzeverticalbearingcapacityofthepipepil

4、efirstly．Then，therolethatthesoilplugplaysinpipepileisstudiedtoevaluateinfluencesofsoilplugonverticalbearingcapacity．Westudytheproblemmentionedabovebyfiniteelementanalysiscombiningwithmodeltest．Infiniteelementanalysis，theinteractionbetweenthepileandsoilaresim

5、ulatedbyinterfacetomakeresultsclosertotheengineeringpractice．TheHardening·SoilmodelandtheMohr-CoulombmodelarechosenrespectivelytOdotheanalysis．Thenthecalculatedresultsarecomparedwiththemodeltestresults．WefindthatresultsbasedonHardening-Soilmodelarebetterthan

6、thatbasedontheMolar—Coulombmodelinthiscase．Numericalresultsshowgoodagreementbetweenthefiniteelementanalysisandthemodeltest．Thatmeansthenumericalresultsisdependable．BasedonFEManalysis，wecanfindthatthebearingcapacityofopen—endedpilecomingfrominnerfrictionalres

7、istance，externalfrictionalresistanceandpointresistance．TheextemalfrictionresistanceiSmobilizedandreachedthelimitstateatfirst．Atthesametime，thepointresistanceisalsomobilizedwiththedisplacementincrement．Thepointresistancegottothelimitedvalueattheendofloading．W

8、iththeincrementofdisplacement，theinnerfrictionalresistanceprovidedbysoilplugexertsgradually，anditdoesnotgettothelimitstateattheendofloading．TheparameterBnotonlyrelatetotheratioofsoilpluglengthto