基于大比尺模型试验的钢护筒嵌岩桩承载特性研究

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1、分类号TU473单位代码10618密级学号2120960007专业硕士学位论文基于大比尺模型试验的钢护筒嵌岩桩承载特性研究研究生姓名：李鹏飞导师姓名及职称：刘明维教授申请专业学位类别工程硕士学位授予单位重庆交通大学论文提交日期2015年4月28日专业领域名称水利工程论文答辩日期2015年6月2日2015年6月2日Studyonbearingcapacityofrock-socketedpilewithsteelcasingbasedonlargescalemodeltestADissertationSubmitted

2、fortheDegreeofMasterCandidate：LiPengfeiSupervisor：Prof.LiuMingWeiChongqingJiaotongUniversity,Chongqing,China重庆交通大学学位论文原创牲声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研巧工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结

3、果由本人承担。■学位论文作者签名日期；９／５年月立曰，三／重庆交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部ｎ或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阐。本人授权重庆交通大学可将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可１＾采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本人学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并进行信息服务（包括但不限于汇编、复制、发行、信息网络传

4、播等），同时本人保留在其他媒体发表论文的权利。学位论文作者签始瓜指导教燃、曰期ａ夕瓜年月曰曰期：屋月＞白本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊（光盘版）电子杂志社ＣＮＫＩ系列数据库中．全文发布。，并按《中国优秀博硕±学位论文全文数据库出版章程》规享受相取益＾＾巧＾分叫＂学位论文作者签名对Ｉ指导測巾签名：作日期。：也仅年＾月文日日期〇权年＾月＞日摘要钢护筒嵌岩桩在库区码头中应用广泛，但相关的研究却相对匮乏，使其在工程应用中具有一定的盲目性。本文基于“十二五”国家科技支撑计划课

5、题“三峡水库常年回水区航运工程建设关键技术研究”，通过四组大比尺钢护筒嵌岩桩模型试验，系统研究钢护筒嵌岩桩的竖向、横向和扭转承载性能，以及钢-砼界面在受力过程中的工作性状。本文的主要研究工作及成果如下：（1）以重庆果园港二期扩建工程中的钢护筒嵌岩桩为原型，制定四组模型试验方案。其中试验一和试验二，模型比尺1:7，通过对模型桩施加竖向和横向荷载，得到钢护筒和钢筋的轴向应变、桩身轴力、桩侧摩阻力、桩身弯矩、荷载-位移曲线等。试验三和试验四，模型比尺1:4，通过对模型桩施加扭转荷载，得到钢护筒应变、混凝土应变和桩身切向位移

6、。（2）钢护筒嵌岩桩在承受设计范围内的竖向和横向荷载时，其薄弱环节均位于桩身变截面处即钢护筒末端，荷载主要通过上部两倍桩径范围内的地基传递。（3）在设计范围内的竖向荷载作用下，钢-砼界面受力性能良好，不存在明显破坏；在设计范围内的横向荷载作用下，地基附近的钢-砼界面极易破坏。（4）钢护筒嵌岩桩的横向破坏分为两个阶段，第一阶段破坏为钢护筒嵌岩桩变截面处受“变截面效应”和“弯矩极值点”影响而拉断，第二阶段破坏取决于断裂后的钢护筒嵌岩短桩与地基的相对刚度，若钢护筒嵌岩桩刚度大，则地基破坏，反之钢护筒嵌岩桩在地基表面处形成第

7、二个拉裂纹。（5）桩身截面整体受扭时，钢护筒嵌岩桩应变分布均匀。钢护筒受扭并向内传力时，荷载作用点处的钢护筒出现明显的应力集中。但两种作用方式下，钢护筒嵌岩桩整体受力性能良好，钢-砼界面整体稳定。（6）钢护筒内壁焊接钢筋能提高桩身竖向、横向和抗扭刚度。在承受设计范围内的竖向荷载时，钢护筒内壁焊筋对钢-砼界面影响较小。在承受扭转荷载时，钢护筒内壁焊筋能有效减少应力集中，提高传力效果。（7）横向和竖向耦合加载时，竖向荷载对钢护筒嵌岩桩的横向刚度有较大影响，且影响程度随着竖向荷载增大而逐渐减小。关键词：钢护筒嵌岩桩；承载性

8、能；钢-砼界面；模型试验IABASTRACTRock-socketedpilewithsteelcasingiswidelyusedinwharfconstruction,whiletheresearchisquitepoor,whichresultinblindnessinpracticalapplication.Thisthesisisba