基于基桩竖向承载能力的自平衡试桩法理论研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文基桩竖向承载能力的自平衡试桩法理论研究姓名：程宝辉申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：夏元友20031101武汉理工大学硕士学位论文中文摘要传统静载试验是公认的确定单桩承载力最直观、最可靠的方法，但由于必需专门的反力系统，试验费时、费力、费用高昂且对试验场地有着极高的要求，也因此不可能做到随机抽检及大量普查：特别是在某些恶劣的条件下，由于空间的限制甚至不可能进行静载试验。同时随着近年来桩基朝着高承载力、超长桩方向的不断发展，因试验吨位的加载难度已使得基桩的静载试验根本无法进行。作为一种新兴的单桩承

2、载力测试技术——自平衡试桩法，其测试技术的优越性及其在经济上的巨大潜力，目前在北美已被公认为是进行基桩静荷载试验的首选方法，在我国的北京、江苏、甘肃的等地区也已经开始小范围地试用。自平衡试桩法的最终目的是建立单桩桩顶的Q～S曲线，并据此判定单桩的极限承载力。但因加载方式与桩身实际受力状态的不同以及荷载传递机理的差异，使得测试结果与传统静载存在一定的误差。因此，如何根据自平衡加载方式下桩土相互作用机理建立合理的数理模型，并采取科学的数据转换方法，实现自平衡测试结果向传统静载的准确转换，已经成为自平衡试桩法应用于实际工程的瓶颈。本

3、文根据自平衡加载方式下桩身的实际受力状况、桩土间的相互作用机理以及单桩破坏机理，建立了单桩的离散元模型，采用ANSYS通用分析软件，选取合理的单元类型、材料特性等，数值分析了基桩在自平衡加载方式下上下桩段的相互关联、荷载传递机理以及与其它加载方式的区别，论证了采用自平衡试桩法测定单桩极限承载力的可行性。在此基础上，着重研究了自平衡测试结果的数据转换方法，并以荷载传递法为基础，提出了等值位移插值转换法、弹性压缩递推转换法及模拟静载迭代转换法等三种数据转换方法，编写了计算机分析计算程序。结合本文的研究成果，在实际工程中进行了自平衡

4、试桩法与静载试验的对比试验。结果表明：自平武汉理工大学硕士学位论文衡试桩法与传统静载试验具有较好的一致性；采用本文的提出的数据转换分析方法，转换曲线与传统静载曲线吻合性较好，极限承载力的判定误差在10％左右，能够满足工程精度的要求。最后，在全面总结论文工作的基础上，提出了本课题尚有待进一步深入研究的一些问题。关键词：基桩承载力自平衡理论研究II武汉理工大学硕士学位论文AbstractTraditionalloadtestisgenerallyacceptedasamostdirectlyandreliablemethodfor

5、determiningthebearingcapaeityofpiles．Becausethemethodneedspecialreactionsystem，itwiiltakemoretimeandmoneyandrequirehighconditionfortestfield．Soitcannotbedonerandomlyandwidely，andcannotbedoneunderhardlyconditions．Loadtestisdifficulttobecarriedwiththedevelopmentofhigh

6、erbearingcapacityandlonglength．Asanewmeasuringtechnology，self--balancedmethodhasitsadvantageontechnologyandeconomy．AtpresentitisfirstloadtestmethodinnorthAmericanandithasbeenappliedinsomeprovinceinchina．Thefinalpurposeofself--balancedmethodistogettopQ-scurve，anddete

7、rmineultimatebearingcapacityofsinglepilebasedonit．Becauseofthedifferenceofloadingwayandloadtransfermechanism，itstransferredresulthassomedeflectionwithtraditionalloadtest．SohowtotransferscientificallYself—balancedtestdataintotoploadcurveaccordingtoitsactualworkingbeh

8、avior，becometheobstacleofitspracticalapplication．Inaccordancewithactualforcingbehaviorandreactionmechanismbetweenpileandsoil，Theartieleana