超长桩基承载性状及承载力计算方法研究

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1、河海大学博士学位论文超长桩基承载性状及承载力计算方法研究姓名：张齐兴申请学位级别：博士专业：岩土工程指导教师：殷宗泽20080611河海大学博士学位论文摘要超长桩基础在我国大型桥梁、高层及超高层建设中已有不少应用，对其进行的研究也不断增多，但总体而言，超长桩的理论研究滞后于工程实践。本文在分析、总结大量超长桩基实测资料基础上，结合理论研究对超长桩基的荷载传递机理及承载性状进行归纳总结；并用合适的数值模拟方法对单桩和群桩基础的承载性状进行模拟计算，从而进一步分析和验证超长桩基的特性。对超长桩基的承载力和桩顶沉降的计算方法进行了深入研究。主要工作和结论如下：(1)分析了国内已发

2、表的27个工程88根超长桩现场实测资料。得出超长桩的承载力主要由侧摩阻力承担，侧摩阻力先于桩端阻力到达极限值。超长桩基的失稳不是桩端刺入破坏，而是桩侧土体的剪切破坏。并从理论上对超长桩失稳的原因进行了分析，指出引起超长桩失稳最有可能的原因是桩周土的破坏或桩沿桩．土接触面的破坏。(2)对超长桩基的数值计算方法进行了分析研究，提出了符合超长特性的数值模拟方法。指出了在桩一土接触面变形中，接触面剪应力与相对错动位移的真实关系应该是刚塑性的。(3)用三维有限元方法对超长单桩、双桩、九桩基础，以及苏通大桥主桥索塔超大超深群桩基础进行了数值模拟计算，比较全面地研究了超长桩基的承载性状。

3、(4)根据超长桩基的荷载传递机理及承载特性，结合我国现行桩基规范，提出了超长桩基的承载力和沉降的计算方法，并进一步推导出了简化计算公式。对超长群桩基础群桩效应系数提出了应考虑应力扩散“遮帘”作用，并提出了两桩、四桩、九桩基础的群桩效应系数的计算方法和计算公式。关键词：超长桩；荷载传递机理；承载性状；承载力；沉降河海大学博士学位论文ABSTRACTLen矿hypilesandpile伊oupsfoundationhaVebeenwidelyusedinmanyhighor／andimportantciVilengineeringsuchaslargebridges，higho

4、roVer。highbuildingsinChina．ButthestudiesontheirbehaViorsarestillinsumcient．Inpresentstudy，thebehaVioroflen舒hypileandpilegroups，andthemethodstocalculatetheirbearingcapacityandsettlementareinVestigated．Themaincontentsarefollowingas：(1)Thefieldtestingdataof88lengthypiIesin27engineeringprIojec

5、tsf．rompublishedref；。renceswerecollectedandanalyzed．TheresultsindicatethattheloadingbehaVioroflen舒hypileinsoilsbelongstofrictionalpile．Themostpossiblereasonsresultingintheinstabilit)，ofthepilearethefailofthesoilsaroundthepile，and／orthefailofmeinterface．(2)Anumericalmethodtosimulatethebehav

6、ioroflengthypilesandpilegroupswassuggested．Therelationshipbetweentheshearstressandrelativedefomationofthepile—soilinterf．aceisrigid—plastic．(3)TheloadingbehaViorsoflen舒hypile'twopilegroups，ninepilegroupsandla唱e—scalelengthypilegroupsofSutongLargeBridgewereinVestigated．(4)BasedontheinVestig

7、ationsontheloadtransfermechanismandloadingbehaViorsoflengthypilesandpilegroups，andthecurrentno肌onpilesofChina，themethodstocomputingthebearingc印acityandsettlementoflen舒hypilesandpilegroupswereinVestigated．Somes01utions、Veresuggestedformecomputationofthecoemcien