浅谈抗拔桩承载力和变形计算方法研究

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1、同济大学土木工程学院博士学位论文抗拔桩承载力和变形计算方法研究姓名：孙晓立申请学位级别：博士专业：岩土工程指导教师：杨敏20070501摘要随着我国城市化进程的迅速发展，地下结构的建设呈现迅猛发展的势头。地下结构的抗浮问题日益受到国内外学者的重视。抗拔桩是当前应用的最为广泛的抗浮基础类型。然而抗拔桩的理论研究远远落后于工程实践。本文对抗拔单桩和群桩的承载力和变形进行了系统地研究，取得了许多有价值的理论结果。本文主要展开以下研究内容：1．通过研究抗拔桩的承载机理，提出抗拔桩承载力的简化分析方法；对于抗拔群桩，本文提出的分析方法将考虑群桩效应对群桩承载力的影响；2．对等截面抗拔

2、桩和扩底桩的变形进行深入的研究。推导了抗拔桩上拔荷载和弹性变形之间的解析公式。同时本文利用修正变形协调法预测等截面桩和扩底桩的非线性变形，并将理论预测结果和实测结果进行了比较。3．实际工程中各个抗拔试桩荷载一位移曲线通常是不同的。本文通过选择恰当的标准化参数将毫无规律的抗拔桩荷载一位移曲线族归一化为单一曲线，然后利用回归公式拟合该曲线．该回归公式可以运用于实际工程中。4．根据变分原理对抗拔桩的变形进行分析。同时在变分法基础上作了一些简化，将抗拔单桩和群桩的变形分析最终简化为一个2x2维矩阵的运算．5．本文将抗拔试桩的尸％曲线用于确定抗拔群桩的变形分析中。该方法通过将桩假定为

3、非线性弹簧，采用双曲线函数或幂函数拟合试桩的户b曲线，并利用它来模拟桩一土界面的非线性关系。桩一桩相互作用假定为弹性，使用相互作用系数的方法来分析桩一桩间的相互作用。6．本文提出利用等效墩法预测抗拔群桩非线性变形简化分析方法。为了考虑群桩效应对抗拔群桩变形的影响，对传统双曲线函数进行了修正．使用修正后的双曲线函数模拟等效墩和墩侧土体的相互作用。然后通过修正变形协调法预测抗拔群桩的非线性变形。关键词：抗拔桩非线性变形单桩群桩户％曲线相互作用系数承载力Wilhthedevelopmentofmunicipalengineering,lotsoftmdtlrgroundstmet

4、ur嚣∽built．Moreandmoleresearehc'rsarcllWlllreoftheimportanc2ofresistingtheuplittload．Tensionpilesa”widelyusedtoresisttheuplittload．buttheoriesabouttcllsi叩piles骶farbehinclofengineeringpractice．Thispapermainlystudyultimatebearingcapacityanddisplacementoftensionpiles．gaincdsolni：benetieial∞ndu

5、sio血Thestudiesofthetla髂isconsistofthefollowCOntents：1．Thepapergiv司tlaemethodstoprodiettheultimatebe耐algcapacityofsingleandgrouptensionpile．Themethodsofanalyzingtheultimatebearingcapacityofgrouptensionpilec觚involvetheeffectoftheinteractiveofpileandsoil．2．Thepapergivesthemethodstopredictthed

6、isplacementoftensionpilesandunder-reamedpilos．Therelationbetweenupliftloadandelasticdisplacementisdiscussed．Moreover,the11011-lineardisplacem印toftemionpiles伽beachievedwitlathemethodofa,Ssolrtwithdeformation．3．ItisimpossiblethattheQ-scln'Vt璃inthedifferentacttlal咄ceringa糟theSfllllC．Theparamc

7、torsfileselectedtochangethediffere￡ltcUI'VCI!tothesinglea山％ThesinglecllrV'eismodeledbythe1％rcssionformula．Wb咖啪theformulato—edietthedisplacementoftcmionpiles．4．Thedisplaeemelatoftensionpile锄be删y翟dbythemodifiedvariationalaPl肿aeh．thepaperpros锄tsasil】aplyapproach8