黄土地基超长基桩竖向承载特性研究

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1、西南交通大学博士学位论文黄土地基超长基桩竖向承载特性研究姓名：任鹏申请学位级别：博士专业：岩土工程指导教师：邓荣贵20091101西南交通大学博士研究生学位论文第1页摘要黄土地基中超长钻孔灌注桩单桩承载性能的试验研究是一个十分有意义的课题。本文利用了郑西客运专线Ⅳ标段七个特大桥场地的14根试桩现场试验资料，对黄土地基中超长钻孔灌注桩的单桩承载性能及变形机理进行了研究，并对影响超长桩承载特性的泥皮效应进行较为深入的分析，建立了考虑泥皮效应的超长单桩变形设计理论。本文力图将超长桩的理论应用到实践中去，为工程设计提供理论基础，特别是希望能为桩基方案的选择、超长桩承载力的确定提供新的思路和有

2、效的方法。．1．正常情况下，黄土地基中超长桩所表现得承载力性状与一般黏土中超长桩的状况较为一致；但在黄土地基遇水后，由于桩侧负摩阻力的存在，超长桩的承载力性状与一般黏土中超长桩的状况就大不相同。2．长径比和桩土模量比相同，考虑沉渣时同一桩截面上的桩土相对位移比不考虑沉渣时的要大。沉渣对桩侧摩阻力性状的影响一般随桩长径比的减少而逐渐增大。考虑沉渣时的桩身轴力传递速率比未考虑沉渣时的快，沉渣的存在将直接影响桩端阻力的发挥。无论桩长径比的大小如何，沉渣对桩端阻力影响都较大。对于相同桩长径比下，沉渣对桩端阻力的影响明显比对桩上部轴力的影响要大。3．泥皮的厚度对桩的受力性状有着很大的影响，桩在

3、相同的荷载作用下，其沉降要大于桩侧无泥皮的情况，而且随着泥皮厚度的增加，沉降也增大；由于泥皮的作用，桩侧阻力均有所降低，而且泥皮越厚，侧阻降低的越多，因此钻孔桩中控制泥皮的厚度对提高其承载力有着很大的作用。4．桩身轴力沿桩长的衰减速率各桩略有区别，桩长越长，轴力在中下部衰减越快。各桩桩身中上部是承受桩顶荷载的主要部位，在极限荷载下占桩身总长3／5的桩身中上部承受了约80％的桩顶荷载。侧阻力沿桩身随荷载变化曲线总体形态呈中上部偏大下部较小的趋势，并未突显出“R”状，峰值随着桩顶荷载的增加而逐渐增加。测试得到的桩侧摩阻力比桩基规范值和勘察报告推荐值要大得多，说明本工程桩基具有较大的承载潜

4、力。桩端阻力随桩端下沉量的增加总体表现为加工硬化的线性模型，即桩端阻力随着桩端下沉量的增加而不断增加，在最大桩顶荷载作用下尚无峰值出现。5．当有限元分析参数与试验参数相同时，有限元所得泥皮效应、桩长、桩径第1I页西南交通大学博士研究生学位论文对桩承载力的影响与现场试验结果一致；不过由于有限元在分析过程中，无法真实模拟试验土体中的各参数条件，从而使得侧阻沿深度的分布曲线与试验差异很大。关键词：超长桩；静载试验；承载特性；泥皮效应西南交通大学博士研究生学位论文第ll

5、页AbstractIt’Saimportantsignificancesubjectforstudyingthetesto

6、fbearingbehaviorofthesuper-longholeboredpileinlossesubgrade．ThisthesisusethefourteenpilessitetestingdataofsevensuperlongbridgesofZhengzhou--Xi’anpassengerdedicatedlineforstudyingbearingbehavior&deformedmechanismofthesuper-longpileinlossefoundation，andanalyzingthemudecakeeffectwhichinfluencingbe

7、aringbehaviorofthesuper-longpile，andalsoproposeddeformationdesigntheoryofthesuper-longpileunderconsideringthemudecakeeffect．Thisthesistrytouseabovetheoryforpracticewhichprovidebasisforengineeringdesign，especiallyhopecanprovidethenewthoughtandeffectivemethodformethodselctionoffoundationpilesande

8、nsuringbearingcapacityofsuper-longpile．1．Innormalsituation，thebearingcapacitycharactersofsuper-longpileinlossesubgradeappearedsameasinclay．Butwhenlossesubgradeencounteringwater，theabovesituationwillbedifferentasthere’Spilesidenega