钻孔桩受力性状的离心模型试验研究

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1、浙江大学硕士学位论文钻孔桩受力性状的离心模型试验研究姓名：吴庆勇申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：张忠苗20060101浙江人学硕士学位论文钻孔柑受力性状的离心模型试验{l}}究吴庆勇2006年1月摘要本文通过借助于南京水利研究院4009t大型上工离心机，模拟了单、群桩在竖向荷载作用下的受力性状。在离心试验中，考虑了无泥皮和有泥皮两种情况，同时通过在桩身埋设应变计来观测受竖向荷载作用下的单桩与群桩的虑力一麻变特性，并且采用4个不同桩距的群桩，研究了群桩的承台效应。通过离心试验研究发现：在软土中，桩端沉渣较厚的钻孔桩表现为摩擦桩，破坏形式为刺入破坏，而持力层较好

2、的表现为渐进式破坏；单桩承载力在增大桩径、增加桩长的情况下均能得到提高，但相比之下，桩径的影响更为明显。当桩径增加20％、40％、60％时，桩承载力分别增长了20．4％、53．7％和78．1％；在考虑泥皮效应后单桩侧摩阻力减小15～35％，极限承载力减小18％～24％，且减小率随桩径的增加而变小；试验中桩身侧阻软化值与原型桩实测侧阻软化值接近，且极限侧阻所对应的桩土相对位移试验要比规范值大得多，约为45～85mm；同时群桩极限承载力随桩距的增大而增加，其中桩距为3D、4D、5D的群桩承载力分别比间距为2D的群桩高6．1％、9．6％和18％；其承载力效应系数，7接近或大

3、于1，并随着桩间距的增大而不断提高；群桩侧摩阻力沿深度的分布与单桩略有不同，即桩身上部由于承台的作用，侧阻削弱，但桩身中部侧阻具有增加的趋势。最后，运用有限元软件，对钻孔桩在竖向力作用下，桩周土体的应力场和位移场进行了分析，并利用试验中模型土体的各项物理力学参数，对离心试验和数值分析的结果进行比较。结果表明：泥皮效应对桩侧位移场的影响比桩径、桩长的变化来得明显，而桩侧土层中的应力场沿深度基本呈层状分布，且同一层中，土中应力离桩越远应力越小；同时有限元所得泥皮效应、桩长、桩径对桩承载力的影响与离心试验结果一致，不过侧阻沿深度的分布曲线与试验差异很大。关键词：软土；钻孔桩

4、；离心模型试验；泥皮；受力性状；群桩效应；有限元本文属国家自然科学基金资助课题：大直径长桩侧阻软化机理研究50478080浙汀大学颂七学位论文钻孔桩受山性状的离心模型试验研究吴庆勇2006年1月AbstractBehaviorofboredpileinstal1edinsofLsoi]WaSstudiedbymeansofgeotechnicalcentrifugetestsinHydraulicResearchInstituteofNanjing．Inthesetests，themodelPileswereCOnSideredwithmud—cakeandwitho

5、utmud—cake，besides，onthebasisofplacingstraingaugeonthepilebody，thestress—strainpropertiesofboredpile(singlepileandpilegroup)wereobservedwhenPilesweresupportedverLjcalforce．Furthermore，theeffectofrafthadbeenresearchedby4kindofpi1egroupswhichtheplaceamongpilesweredifferent．Thetestresultsi

6、ndicatethatboredpileispenetratedwhenbearingcourseis100se．Butwhenbearingcourseisdense．thePilewillbreakslowly．ThecapacityofsinglepilewillenhancewhenthelengthanddiameterofPi1eincreases．buteffectofPilediameterismoreobviOUS．Whilepilediameterincreases20、40and60percents，thecapacityofpilewi1Ien

7、hance20．4、53．7and78．1percents．Andwiththeefleetofmud—cake．thecapacityofsing]eboredpilewillfalldownnearly20percents．andpile—sideresistancewiilalsoreduce15—35percents．Inthecentrifugetests，whentherelativedisplacementbetweenpileandsollwas45—85ram．whichismuchmorethanthecriterion’s。th