双向荷载作用下斜坡上单桩作用机理与受力特性研究

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1、分类号：TU410710-20060471漾步太海硕士学位论文导师姓名职称申请学位级别双向荷载作用下斜坡上单桩作用机理与受力特性研究江黎谢永利教授硕士学科专业名称岩土工程论文提交日期2009年4月28日论文答辩日期2009年6月5日学位授予单位长安大学答辩委员会主席学位论文评阅人杨晓华教授赵之胜教授级高工刘保健教授摘要桩基作为一种重要的基础形式，在工程中应用广泛，但斜坡上的桩基在水平向荷载作用下桩基工作机理的研究尚显薄弱。由于斜坡上桩基两侧土体厚度有差异，桩基受荷载作用时桩周土体抵抗力有差异，从而影响桩基

2、的承载力，特别是在受水平向荷载时，桩基受顺坡方向的水平力时承载力要明显低于逆坡方向。论文基于土工离心模型试验和数值计算分析了不同工况下桩基受力特性和变形情况，并对端承桩和摩擦桩在相同荷载条件下的应力分布规律、桩身变形情况等进行了比较分析。分析结果表明：在水平向荷载作用下，端承桩和摩擦桩桩身剪应力和弯矩分布特征差异不大，在桩周土体的抵抗作用下会出现反向情况。桩身的挠曲变形情况类似，但端承桩的反向挠曲情况较摩擦桩明显。在竖向荷载作用下，端承桩的沉降量远小于摩擦桩的值。摩擦桩的桩顶沉降在荷载水平较低时成线性变化

3、，随荷载的增加则呈抛物线型增大。桩身应力在桩顶处最大，并随深度的增加逐渐减小，摩擦桩沿深度减小的幅度比端承桩大。端承桩和摩擦桩桩侧摩阻力的分布情况相似，只是在量值上摩擦桩要比端承桩大。桩周土沉降受端承桩影响较小，受摩擦桩影响较大。另外，论文分析了土体参数的变化对桩基受力性状的影响，随着土体模量的增加，桩的竖向承载力和水平向承载力都有显著提高。土体粘聚力C值和内摩擦角Q值的变化在桩的沉降超过一定值时对桩的竖直受力性状有影响，对桩的水平受力性状的影响可以不考虑。本文研究结果对工程实践中相应地形条件下桩型选取和

4、桩长选择等有一定的参考价值。关键词：双向荷载斜坡单桩受力特性离心模型试验数值分析AbstractFoundationasanimportantbasicform，hasawiderangeofapplicationsinengineering，butthestudyonactioncharacteristicofpilewitllthehorizontalloadisstillweak．Becauseofthedifferenceofthethicknessofsoilaroundthepileonslo

5、pe，therearedifferencesintheresistanceofsoilwhenputtingtheloadonthepile．Thesewillaffectthebearingcapacityofthepile，especiallywiththehorizontalload，thebearingcapacityofthepileonthedirectslopeissignificantlylowerthanthereverseslope．Intheacademicthesis，Forcec

6、haracteristicsanddeformationofthepileunderdifferentkindsofloadarestudiedonthebaseofgeotechnicalcentrifugemodeltestandnumericalanalysis，andacomparativeanalysisofend—bearingpileandfrictionpileonstressdistributionanddeformationisdiscussed．Theanalysisresultss

7、howthat，withtheallleveltohorizontalload，theend-bearingpileandthefrictionpilehavethesimilarsheafingstressandflexuralmomentdistribution，andthereversesituationoccurunderthesoilresistence．Deflectioncurveofthepileisalsoverysimilar,butthedeflectionreversesituat

8、ionoftheend-bearingpileismoreobviousthanthefrictionpiles．Withtheallleveltoverticalload，thesettlementoftheend-bearingpileismuchlessthanthefrictionpiles．Thefrictionpilesettlementchangeslinearlyatalowerlevelloadandhasp