浅谈同场地扩底桩竖向承载性状数值分析

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1、同济大学土木工程学院硕士学位论文同场地扩底桩竖向承载性状数值分析姓名：王振振申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：高广运;冯世进20090301摘要随着我国工程建设的发展，大直径扩底桩的应用越来越广泛，然而对其竖向承载机理的研究却远不够。为了分析大直径扩底桩的承载性状，本文以厚层黄土地区工程实例为基础，建立了扩底桩的二维轴对称有限差分FLAC数值模型，发现计算结果与实测结果基本吻合。说明有限差分数值模型的建立与计算参数的选取是合理的，利用上述方式计算其它不同工况的扩底桩基础，所得结果与工程实际是相符的，同

2、时对计算结果进行分析所得到的关于扩底桩承载性状的规律是正确的。本文以相关文献中的工程实例为背景，利用有限差分数值模拟手段，对同场地端承于同一层厚大于20m的非湿陷性黄土上的大直径扩底桩承载性状进行数值分析。同场地中扩底桩的入土深度￡、扩大端直径D、以及它们之间的比值L／D均会影响到承载性能。经分析发现，在其他条件相同的情况下，扩底桩承载力随着有效桩长三的增大而增大，但发挥扩底桩端阻力所需的沉降量也随之增大。扩底桩在有效桩长厶扩大端直径D之比值三／护3．3~4．5之间时承载性状最佳，此时其端部破坏是沿着扩大端向

3、上下两部分发展，而端部边缘处不会因为剪应力集中而产生剪切破坏。扩底桩在L／D=3．3～4．5之间时，其桩端破坏模式属于理想的破坏模式，桩端阻力得以充分发挥，同时也因为扩大端靠近桩身部分的拉应力区充分的发展，使得该部分桩身与桩周土发生分离，侧摩阻力有明显的减小。关键词：大直径扩底桩，竖向承载性状，长径比L／D，二维有限差分AbstractABSTRACTWiththedevelopmentofmunicipalengineering，largediameterbelledpilesaremoreandmorew

4、idelyused，howeverthestudyontheverticalbearingbehaviorisfarfromenoughforthepractice．Inordertoanalyzethebearingbehaviorofbelledpiles，two·dimensionalnon-linearfinite—differencenumericaImodelsareestablishedtOsimulatethepracticallargediameterbelledpilesonthebasi

5、softheloadingtestsandthepracticalengineeringexampleofbelledpileinnon—collapseloessarea．Thatthenumericalresultsapproximatelyagreewiththemeasuredresultsshowstheestablishednumericalmodelsarerational．Therefore，theapplicationofpreviousnumericalcalculationforothe

6、rcasesconformstothepracticalmeasurements．Basedontheloadtestsandthepracticalengineeringexamples，theverticalbearingbehaviorofthebelledpilesinnon·-collapsingloess-·likesoilatdepthmorethan20mbelowgroundslevelisstudiedbyusingthefinite—differencenumericalmethod．T

7、heresultsshowthatifotherconditionsarethesame，thebearingcapacityofbelledpilesincreasesaStheincreaSeofthepilelengthforthereasonofthatthetotalultimatesideresistanceenhanceswithLincreasing．Whentheshaftdiameter(力ischangeless，thebearingcapacityofbelledpileschange

8、sirregularlywithlength·diameterratioL／Dincreasing，butbetterbearingbehavioroccursasL／D=3-4．5，inwhichshearfailurewillnotoccurattheenlargedendastheplasticyieldzonedevelopsalongtheinclinedslopeoftheenlarge