嵌岩灌注桩自平衡试验与分析

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1、中南大学硕士学位论文嵌岩灌注桩自平衡试验与分析姓名：魏巍申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：冷伍明20081101摘要随着大跨度桥梁、高层建筑、重型厂房等建筑物的大规模兴建，大吨位桩(1000吨以上)的应用越来越多，传统单桩静载试验会遇到极大的困难，甚至无法实施。基桩承载力自平衡测试法在大吨位试桩方面具有独特优势。但该法还属于一种新兴的测试技术，有一些关键技术问题亟待解决。本文对该法结合工程应用进行了一些研究和探讨。主要工作如下：(1)系统地阐述了自平衡测试法的国内外研究现状，总结和论述了现有单桩荷载一沉降分

2、析的各种理论分析方法，介绍了自平衡测试法的热点研究问题。(2)根据现场试验，获得长大嵌岩灌注桩自平衡试验的第一手资料，分析试桩侧阻力(尤其是上段桩的侧阻力)的发展规律，研究桩侧阻力发挥程度与桩土相对位移的关系。(3)对白平衡测试法与传统试桩法作比较研究，研究自平衡试桩上段桩的轴向荷载传递机理与传统受压桩与抗拔桩的轴向荷载传递机理的区别，分析不同的加载部位和加载方向对于桩侧阻力的大小、分布和发展过程的影响，并从理论上分析产生这些差别的原因。(4)针对现有的自平衡测试结果等效转换方法的缺陷，应用弹性理论分析方法，对原有

3、精确法进行改进，利用Mindlin应力解对试桩侧阻力值进行修正。整个计算过程利用Fortran语言编程实现。基于以上的分析、计算，提出自平衡测试结果向传统测试结果等效转换的一个新思路。(5)利用有限元软件ADINA对嵌岩单桩自平衡试验进行数值模拟，通过对比实测数据，验证所建立的有限元模型的合理性，然后对试桩在相同场地和相同条件下的传统单桩静载试验进行数值模拟，得到试桩的传统荷载一沉降曲线，对比前面的试桩自平衡测试结果等效转换曲线，得到一些有用的结论。关键词：嵌岩桩，白平衡测试法，传统试桩法，桩侧阻力，等效转换方法，

4、有限元分析ABSTRACTWiththeconstructionoflong—spanbridges，high—risebuildingsandheavyfactorybuildings，thepileswhosecapacitiesaremorethan1,0000kNisusedmoreandmore．Theconventionalstaticloadingtestfacesgreatchallenges，andsometimesthesiteisnotfittotheconventionalstaticloa

5、dingtest．TheO—cellloadingtestforpilecapacityhasuniqueadvantageswheretheconventionalstaticloadingtestcannotbecardedout．However,themethodisanewtestingtechnology,andsomekeytechnicalproblemsneedsolutions．Inthispaper’theproblemsofthemethodinengineeringapplicationha

6、vebeenstudiedanddiscussed．Themainresultsareasfallows：(1)ThedomesticandtheforeignresearchesofO-celltestaresystematicallypresented．Theexistingtheoreticalanalysismethodsoftheload—movementrelationshipofthepilearesummarized．Hotresearchissuesof0一eelltestfirediscusse

7、d．(2)Thefield0-celltestofarock—socketedpilearecarriedoutandthefirst—handdataabouttheloadtransfermechanismofthepileareobtained．Theshaftresistanceofthepile．especiallythepartofthepileabovethe0-cellboxareanalyzed．Therelationshipoftheshaftresistanceandtherelativedi

8、splacementbetweenpileandsoilisstudied．(3)ThedifferenceofthepileloadtransfermechanismamongO-celltestandtheconvent，ionalcompressingpiletestandtheupliftpiletestareanalyzed．Theimpactof