砂土中静压单桩的模型试验与分析

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1、同济大学博士学位论文砂土中静压单桩的模型试验与分析姓名：刘云云申请学位级别：博士专业：岩土工程指导教师：陈竹昌;费勤发19990601摘要本文内容分为两部分：一是用皂兰墼壅婆测量模型单桩施工和加载期间桩周土的位移；二是多层横观各向同性地基中的单桩弹性理论分析．本文将先进的光测力学方法和计算机图象处理技术与岩士工程具体问题相结合，从而获得良好的应用。1电子散斑法测量位移的优点在于非接触性、全场性和高精度。且精度可随试验的要求作相应的调整．本文就电子散斑法具体运用于本试验情形进行了公式推导和程序实现．2用电子散斑法测量了模型单桩施工和加载期间桩周土的位移场．3光栅衍射法的测量精度与电剩法

2、相当．但由于光栅纸很薄且不必布线，对桩的扰动很小(甚至可以在试桩表面直接制栅，这样对桩的扰动几乎可以忽略不计)，而且用同一装置可在测定桩侧摩阻力的同时还测定桩侧的径向应力．本文用此法测量了模型单桩在加荷期间的桩身应力，得到了桩身轴力、桩侧摩阻力和径向鹿力沿桩长的变化。试验证明桩加葡期间的侧向士压力系数不是一个常数，而艟深度呈指数规律减小。?本文直接从应力函数出发，推导了多层横观各向同性地基内任一点集中荷载和环形荷载的弹性理论解．概念清晰．思路简单明了．并以横观各向同性多层地基内部一点受环形荷载作用的解为基本解，用简化边界元来求解单桩问题，克服了传统弹性理论法分析单桩不能考虑土的成层性

3、和各向异性的圈有缺点．在分析单桩特性方面主要作了以下几方面的工作：1．计算均质土中的单桩沉降和旖载传递。井与Mindlm解的结果相比较．验证公式推导和程序实现的正确性．2．计算模型桩的荷载传递，井与实测结果和有限元结果相比较证明了本文方法的可行性。3．分析土体横观各向同性参数对单桩荷载传递和沉降的影响．结果表明与竖直面有关的土的参数对桩的特性尤其是沉降的影响比水平方向的参数大，所以用弹性理论法分析单桩沉降时，忽略土的水平向与竖直向参数之间的差别，简单地把土处理成各向同性介质实际上夸大了士的水平向参数的作用．4．分析桩端荷载分担比的影响因素，并对工程实例进行验算分析表明用弹性理论法分析

4、单桩时，将士处理成本文的横观备向同性模型比纯粹处理成各向同性模型更符合实际情形．5，计算分析表明静压桩施工过程引起的残余应力的大小及沿桩长的分布与桩的刚度、土体性质和桩螭土的极限承虢力等因素有关。6．横观备向同性土中的桩侧残余摩阻力和桩身残余轴力与各向同性士中的结果之阃的差别随着桩刚度的减小逐渐增大。丁—、—一，／AbstractThispaperincludestwoparts：oneistheexperimenttomeasurethesoildisplacementsaroundthemodelpileinstalledinsandsduringinstallationandi

5、nsubsequentloadtest，andtheotheristheanalysisofpileinlinear-elasticcross—anistropiesoilmultilayeredsoil．Themethodofcomputerspeckleinterferometryisusedinthemesurementsofthesoildisplacements．Theoptioalstrainmethodisappliedinmeasuringthelateralstressesandinlerfacestresses．Theresultsobtainedfromthee

6、xperimentsprovethatthepileinstallationhasamarkedinfluenceontheskinfrictioninsubsequentloadtest．Inthispaper,analytiesisusedtosolvethemultilayeredlinear·—elasticcross··anistropicsoil，andthemethodincludestransformandinversetransformofHankeltransferringmatrix．Thismethodisbasedontheequationsofproble

7、msandstressfunction，andiSmoreclearandbrief．Thebasicsolutionhasbeenusedtosolvetheaxiallyloadedpileasfollowing：1．theinfluenceofsoilparametersonthepilesettlementsandloadtransmittingisdiscussed；2．theeffectionfactorsofpiletiploadsisana