浅谈竖向荷载下桩基工作性能研究

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1、中南大学硕士学位论文竖向荷载下桩基工作性能研究姓名：胡海军申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：魏丽敏20061026硕士学位论文摘要基于前人理论，本文对竖向荷载下基桩及群桩承载力、沉降和基桩动力特性进行了探讨和研究，取得如下主要结论与成果：l、根据荷载一沉降曲线特点，研究了破坏荷载、极限荷载、屈服荷载、弹性极限荷载等特征荷载的确定方法，将其应用于12个工程实例，统计分析了各种方法确定的特征荷载之间的关系。另外，分析发现经一次静载试验后的基桩具有更高的弹性极限荷载、屈服荷载和极限荷载，因此基桩预加载可作为一种工艺在桩基工程中加以推广。．2、在

2、分析讨论静力法计算桩端极限阻力的基础上，采用罗彼塔法则求解各静力法桩端阻力不固结不排水情况下的表达式。结合工程实例，计算验证了静力法、规范法，标贯试验所得桩端极限阻力和桩侧极限阻力。结果表明：a和^法计算的极限侧摩阻力比规范法精度高，而静力法、规范法，标贯试验所得极限端阻力均与实测结果相差较大，其原因在于桩端存在虚土。因此应根据施工水平和以往的经验对桩端极限阻力进行折减。3、对不固结不排水情况，通过求解条形浅基础的上限解，验证了速度场的正确性；然后对圆形单桩按修正条形深基的方法和三维的方法分别推导了基于太沙基滑动面的单桩承载力上限解。并在前人的基

3、础上，对下限解做了进一步的发展。4、用荷载传递法阐释了桩侧摩阻力的形状，基于改进位移协调法提出了更完善的位移协调计算方法。5、应用大型有限元程序ANsYS，对摩擦桩进行了弹性分析验证了Poulos弹性理论，并对Poulos弹性理论中参数进行了深入的分析，结果表明Poulos弹性理论中沉降随泊松比增大而增大，而ANSYS弹性分析中沉降随泊松比先增大在大约0．35处达到最大值而后减少。对于土体为弹性的情况，采用施加初始应力的轴对称分析可以很成功的模拟桩土不滑移和滑移两种情况的分析；对土体为弹塑性的情况，采用三维建模成功的模拟了桩土不滑移情况的分析。6

4、、利用Smith模型解释了Case法实测波形特征，介绍了Case法承载力理论公式推导过程及计算假设，对相应的误差做了分析，推导了桩端非完全自由时的总极限阻力公式和静承载力公式，结果表明总极限阻力公式与桩端完全自由时的公式相同，静承载力公式与桩端完全自由时的公式结果相差不大。虽然Case法理论公式具有很多假设，但只要选择具有较大的冲击能量和较长冲击时间的桩锤系统，其承载力公式是可以满足工程需要的；在进行承载力计算时，对同一种硕士学位论文摘要土来说，长桩取大阻尼系数，短桩取小阻尼系数，可以进一步减小误差。7、用轴对称模型分析了不考虑加筋作用时的两桩之

5、间的相互作用系数，结果表明ANSYS所得结果与规律与Poulos弹性理论有稍许差别。应用三维建模对桩之间考虑加筋作用和不考虑加筋作用时的相互作用系数进行分析，结果两者相差不大。关键词单桩，群桩，承载力，沉降，上限，下限，荷载传递法，ANSYS，Case法Ⅱ硕士学位论文ABSTRACTBasedontheoriesofpredecessors，bearingcapacity,settlementofverticallyloadedsinglepileandpilegroupsanddynamicfeatureofsinglepilew雠discus

6、sedandresearchedinthispaper．Thefollowingresultsandconclusionsareobtained：1．Accordingtothefeatureofload-settlementcurve．determinationmethodsoffailureload，ultimateload，yieldloadandelasticlimitloadnamedas‘'characteristicloads'’werediscussed．n圮semethods呲usedtodetermine"characteri

7、sticloads”of12exampleswhichwerepublishedinpublicationandthestatisticrelationsbetweeneachcharacteristicloadweregotten．．Inaddition,itisfoundedthattheultimateload，yieldload，elasticlimitloadofpilewhichiscarriedoutonestaticloadtestarehigherthantheorginalpile．sothepreloadingmethodc

8、anbeextendedinpileengineering．2．Onthebaseofanalysisofcalculatingulti