混凝土管桩抗剪性能试验与数值分析

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1、太原理工大学硕士研究生学位论文本文工作得到下述科研项目经费资助1、山西省留学人员科技活动择优资助活动项目项目名称：预应力高强混凝土管桩基础抗震性能的试验研究及分析项目编号：02020028日期：2012.01~2014.122、国家自然科学基金青年科学基金项目项目名称：强震下PHC管桩与承台连接节点的抗震性能及设计方法研究项目编号：51408395日期：2015.01~2017.123、2014年度山西省科技创新团队建设计划项目名称：复杂环境下地基基础与地下空间开发山西省科技创新重点团队项目编号：2014131019I太原理工大学硕士研究生学位论文混凝土管桩抗剪性能试验与数值分析摘要在国

2、民经济水平不断提高，国内建筑业处于大发展的环境下，混凝土管桩凭借其自身诸多优点在基础工程建设中得到了越来越广泛的应用，受到了大多数设计师的青睐，人们对于混凝土管桩的研究也愈来愈多。人们在以往的研究工作中将管桩更多地关注为一种受压构件，更多地考虑混凝土管桩所承受的竖向承载力而忽略了管桩的水平承载力。混凝土管桩的受剪承载性能是一项重要的承载指标，尤其在其遭受地震作用或作为基坑的支护桩加以利用时。然而在现实工程中，由于当前针对混凝土管桩的受剪承载性能的分析研究尚没有达到深刻透彻的地步，发生了很多因管桩抗剪承载力的安全储备不足而引发的工程质量事故，这也促使我们需要更深入地去研究混凝土管桩的受剪承

3、载性能。本文以诸多国内外学者针对管桩抗剪性能的研究成果为基础，围绕着如何提高混凝土管桩的极限抗剪承载力进行研究，通过室内对现场制作的普通型管桩和加强型管桩进行抗剪试验，并结合数值分析，着重分析了配箍率及配箍形式、剪跨比、纵筋率对混凝土管桩抗剪性能的影响规律，得到的主要结论如下：（1）通过对两种不同形式的管桩进行集中荷载两点对称加载，得到两种管桩的破坏形态，据此得出，在圆箍的基础上增配螺旋箍筋能有效地控制管桩腹剪段的裂缝发展。（2）管桩的初裂形式不受纵筋率、剪跨比、配箍率及配箍形式的影响。III太原理工大学硕士研究生学位论文（3）管桩的初裂剪力基本不受纵筋率、配箍率及配箍形式的影响，而与剪

4、跨比有关，随着剪跨比的增大而减小。（4）管桩的极限抗剪承载力，随着配箍率的增大而增大；随着剪跨比的增大而减小；随着纵筋率的增大略微增大。（5）管桩在增配螺旋箍筋进行抗剪加强时，在箍筋构造形式上应进行合理优化，使较多的螺旋箍肢在腹剪段的中部位置与斜裂缝产生方向正交。关键词：混凝土管桩，抗剪承载力，配箍形式，纵筋率，数值分析IV太原理工大学硕士研究生学位论文THEEXPERIMENTALANDNUMERICALANALYSISOFSHEARPERFORMANCEOFCONCRETEPIPEPILEABSTRACTConcretepipepilewithitsownadvantageshasb

5、eenmorewidelyusedintheconstructionofinfrastructureprojects,favoredbyamajorityofdesigners,andmoreandmorepeopledevotetothestudyofit,underthesituationofthenationaleconomykeepscontinuingtoimproveandthedomesticconstructionindustryisingreatdevelopmentenvironment.Inthepreviousresearch,peopletakemoreatte

6、ntiontopipepileasakindofcompressionmember,andmoreconsiderationtotheverticalbearingcapacityofconcretepipepilebutignorethehorizontalbearingcapacity.Shearperformanceofconcretepipepileisanimportantbearingindicatorespeciallywhenitissubjectedtoearthquakeorutilizedasasupportingpile.However,intheactualpr

7、oject,becauseofthecurrentanalysisofshearcapacityofconcretepipepilehasstillnotreachedtotheprofoundandthoroughpoint,alotofengineeringqualityaccidentshavehappened.Themainreasonwhichcauseditisthesecurityreserveaboutshearca