超长桩承载机理研究及沉降计算分析

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1、超长桩承载机理研究及沉降计算分析Analysisofbearingbehaviormechanismandsettlementcalculationofsuper-longpiles一级学科：土木工程学科专业：岩土工程研究生：王琦指导教师：郑刚教授天津大学建筑工程学院二零一零年十一月万方数据万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证

2、书而使用过的材料。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作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日万方数据万方数据摘

3、要随着高层、超高层建筑和大跨度桥梁的建设，长桩和超长桩得到了较为广泛的应用。但是超长桩的理论研究却相对薄弱。根据桩基现场试验实测资料反演有限元计算参数，通过有限元数值模拟得到不同桩长单桩侧摩阻力和桩端阻力在工作荷载以及极限荷载下的发挥性状。总结出不同桩长单桩荷载—沉降曲线、桩侧摩阻力分布形式、端阻比随桩长变化的发挥情况。运用有限元数值模拟，通过对固定桩径条件下超长桩变化桩长情况下承载力进行分析，得出了超长桩确实存在有效桩长问题。并对比分析了不同土质条件对超长桩有效桩长的影响。实测资料表明，工作荷载作用下超

4、长桩桩身上部侧摩阻力首先发挥出来，桩身侧摩阻力分布更接近于两段或三段线性分布。现行规范仍然采用基于Mindlin的Geddes应力解的传统形式侧摩阻力分布模式，即假定超长桩桩侧摩阻力沿深度呈矩形分布和三角形分布的组合，计算桩侧摩阻力在土中产生的附加应力。本文通过对Geddes应力解的叠加，推导出两段和三段线性组合的侧摩阻力分布模式下地基附加应力解析解。本文建议的侧摩阻力分布模式与Geddes侧摩阻力分布模式的对比分析表明，对于桩数较少的超长桩桩群，Geddes侧摩阻力分布模式得到的桩端以下桩间的竖向附加应

5、力明显大于本文建议侧摩阻力分布模式的结果，导致Geddes侧摩阻力分布模式得到的群桩沉降比大于本文建议的侧摩阻力分布模式计算的沉降比，Geddes侧摩阻力分布模式夸大了群桩内部各桩的相互作用。对于大面积分布的密集群桩，两种侧摩阻力分布模式得到的群桩桩端以下竖向附加应力差别较小。实例计算表明，其他条件相同时，本文建议的侧摩阻力分布模式计算得到的沉降值与实测值更为接近。关键词：超长桩侧摩阻力分布模式地基附加应力沉降计算ABAQUS万方数据万方数据ABSTRACTSuper-longpilesarewidely

6、usedwiththeconstructionofhigh-risedbuildingsandlargespanbridges,howevertheresearchandtheoryofsuper-longpilesisfallbehinditsapplications.FEMparametersisrequiredfromFEMsimulatingthein-situdata,andtheworkingmodesoftheshaftresistanceandtipresistanceunderthewo

7、rkingloadandtheultimateloadwasalsoobtainedfromtheFEMsimulating.SomeconclusioncanbesummarizedfromQscurves,distributionmodeofshaftresistanceandratiooftipresistancefromloadonpiletop.ItisthefactthattheeffectivelengthcanbeusedinSuper-longpilesfromanalyzingthe

8、bearingcapacityofdifferentlengthofpileshavingthesamediameterwithFEMMethod.SoilconditionscaninfluenceontheeffectivelengthofSuper-longpiles.Measureddatashowsthat:thefrictionontheupperpartofsuper-longpilesshaftresistan