基于高速公路桥梁phc管桩竖向承载力研究

《基于高速公路桥梁phc管桩竖向承载力研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、东南大学硕士学位论文高速公路桥梁PHC管桩竖向承载力研究姓名：刘英克申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：刘松玉;季鹏20080120摘要预应力高强度混凝土管桩(简称PHC管桩)，具有单桩承载力高，质量可靠，单位承载力造价低，检测方便等特点，能够满足高质量、环境保护、工业现代化等方面的要求。但其在高速公路桥梁桩基中应用尚未得到推广。本文在前人工作的基础上，采用现场试验、理论分析和数值模拟等方法，对PHC管桩在高速公路桥梁应用中的竖向承载力特性和群桩效应进行了深入研究。本文的主要研究内容和成果包括：1．通过现场试验分析了静压法施工的PHC管桩的挤土效应和PHC管桩承载力的时间效应；假设桩周

2、土体服从摩尔-库伦强度准则，采用小孔扩张理论，对PHC管桩内外径比关系与挤土效应之间的关系、PHC管桩与实心桩挤土效应差异等进行了研究。2．对PHC管桩荷载传递机理进行了分析，重点是土塞对单桩承载力的影响、桩内外侧摩阻力的分布发挥模式等；分析了桩长、桩径、土层变化等工况对PHC管桩竖向承载力性状的影响。数值模拟结果表明，桩侧上层土(即桩侧土)压缩模量的提高、桩侧下层土(即桩端持力层土)压缩模量的提高、桩长增加和桩外径的增大均能大幅度提高管桩的竖向极限承载力。在本文数值模拟参数条件下，PHC管桩的合理桩长选择范围为15m～20m，合理桩外径选择范围为0．6m～O．8m。3．分析了CPlu静力触

3、探的侧壁摩阻力和锥尖阻力与PHC管桩的桩侧阻力和桩端阻力相关性，建立了利用cPlu侧壁摩阻力和锥尖阻力来估算PHC管桩单桩竖向极限承载力的计算公式。4．利用数值模拟对PHC管桩的群桩承载力进行计算，得出了群桩效应系数；并对群桩荷载传递机理影响因素进行分析。本文数值计算条件下分析结果表明：随着桩间距增大和桩周土体弹性模量增大，PHC管桩群桩承载力和桩侧摩阻力随之增大，桩端阻力逐渐减小．关键词：PHC管桩；挤土效应；时间效应；三维数值模拟；荷载传递规律：土塞效应；单桩竖向承载力；群桩效应AbstractPrestressedHigh-strengthConcretepipepile(abbrev

4、iatedasPHCpipepile)boastsspecialmerits，likeIlighverticalkm吨capacityofasinglepile，goodquality,lowcostsandeasydetection,satisfyingalltherequests．suchashighquality,environmentfriendly,industrymodernization．111eresearchof如applicationintoexpresswaybridgehasbeenseldominvolvedinChina．BasedOllthepreviousre

5、search,theresearchisconductedthroughfieldtesting,laboratoryexperimentandtheoretical．analysis．Themaincontentsoftheresearchmasfollows：(1)ThePretesionedSpurHighStrengthConcremPile口HCpile)installationusingjackingmethodcausedtheincreaseinporewaterpressureofsurroundingclays,andthecompactioneffectisanalyz

6、ed．Fromtheexpansiontheoryofsphericalarmbasedoilthesoilaroundthecolumnconfbn璐toMohr-Coulombyieldcriterion,andbycomparisonwithgeneralpiles,itssuperioritiesinrespectofdisturbingsoiisaredisplayed．Becausebothitsinnerandexternalsurfacecanbearfriction,anditishollow,soitsbearingcapacityishigherandpiledrivi

7、ngeffectissmallerthananykindelse．Thetimingeffectisresearchedandthefillalbearingcapacityformunationisobtained．(2)Inordertoanalyzetheloadtransfermechanismandstudythemaineffectsoutheverticalbear吨capacity,aspac