湛江组结构性黏土中桩基承载性状数值模拟

《湛江组结构性黏土中桩基承载性状数值模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterinEngineeringNumericalsimulationofbearingcharacteristicsforZhangjiangpilefoudationMasterCandidate：FuDongMajor：GeotechnicalEngineeringSupervisor：Prof.TangBinWuhanUniversityofS

2、cienceandTechnologyWuhan,Hubei430081,P.R.ChinaMay,2015学位论文特别说明本人的学位论文得到国家自然科学基金“湛江组结构性粘土中桩基承载性状与作用机理研究”（基金号：41372299）资助。基金主要研究内容为：1.理论部分：研究不同沉积条件下湛江组结构性黏土的物理力学性质，并分析其对区域内桩基工程影响；分析湛江组结构性黏土的桩侧阻力、桩端阻力的作用机理，提出考虑湛江黏土压缩特性和强度特性的桩基极限承载力计算公式；建立考虑桩侧深度效应的单桩荷载沉降计算方

3、法；研究湛江黏土中桩基的群桩效应，建立考虑结构性黏土特性的桩基设计理论和方法。2.试验部分：通过力学试验，比较不同沉积条件下湛江黏土宏观物理力学性质差异；通过模型试验和现场试验，研究湛江黏土桩身荷载分担情况及传递规律；通过模型试验，研究黏土中桩土界面摩擦性状和摩擦力沿深度分布规律，研究桩端土承载性状和端阻随深度变化规律；通过模型试验和现场试验研究单桩荷载沉降规律和极限状态下基桩受力和变形特征。3.数值模拟部分：建立桩基-土体三维模型，研究不同荷载下湛江黏土中桩基桩身荷载分担情况和荷载传递规律；通过改变

4、土体参数研究湛江黏土中桩基的受力和变形特性；通过改变桩数、桩长、桩距研究这些参数改变对湛江黏土中桩基工程承载性状的影响。摘要分布于我国广东湛江地区的湛江组结构性黏土以其特有的工程特性引起了学术界和工程界的广泛关注，虽然桩基在湛江组结构性黏土中已有成功应用的案例，但是其理论研究远远落后于工程实际，开展湛江组结构性黏土当中桩基的承载性状研究具有重要的工程意义，是工程界的迫切需求。本文基于大型非线性有限元软件ABAQUS，建立二维轴对称模型，分别模拟不同桩长、不同直径、不同桩周土体性质条件下单桩承载性状，获

5、得了桩基荷载沉降曲线、桩身轴力和轴向应变沿深度变化曲线、桩端阻力与桩顶荷载关系曲线、桩侧摩阻力沿深度变化曲线桩端阻力与桩顶荷载关系曲线等曲线，并对现场不同桩长情况下单桩模型试验进行了数值模拟，获取了荷载沉降关系曲线以及桩侧摩阻力深度分布曲线。分析结果表明：湛江组结构性黏土中单桩桩体沉降、桩身变形以及桩身截面轴力变化与单桩的桩长、直径、桩周土体性质具有密切联系，合理确定单桩桩长、直径等对湛江现场桩基施工具有现实指导意义。另外，数值模拟的单桩荷载沉降曲线以及侧摩阻力深度曲线与湛江现场单桩模型试验曲线基本吻

6、合，说明利用有限元分析软件ABAQUS模拟湛江组结构性黏土模型试验单桩具有可行性，为进一步的研究分析提供了计算基础。关键词：湛江组结构性黏土；桩基；ABAQUS；单桩模型试验IAbstractZhanjianggroupofstructuredclaydistributedinChinaGuangdongZhanjiangareahasarousedwidespreadattentioninacademicandengineeringcirclestotheengineeringcharacteris

7、ticsofitsunique,althoughpilefoundationsinZhanjianggroupofstructuredclayhasbeenappliedsuccessfullyinthecase,butitstheoreticalresearchlagsfarbehindtheengineeringpractice,todeveloptheZhanjianggroupofstructuredclayamongresearchonbearingcharacteristicsofpile

8、foundationithasimportantengineeringsignificance,istheurgentdemandofEngineeringfield.Inthispaper,basedonnonlinearfiniteelementsoftwareABAQUS,hasestablishedthetwo-dimensionalaxisymmetricmodel,weresimulatedtoobtaindifferentpilelengt