浅论基于数量原理的基桩承载力数值计算方法研究

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1、▲◆．◆p．，▲●．▲■_PilebearingcapacitynumericalcalculationmethodresearchbasedonenergyprinciplebyWEIGangB．E．(HunanUniversity)1992AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringlnGeotechnicalEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervi

2、sorProfessorZhaoMinghuaNovember,2010▲湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：钮删日期：厶卜年r上月t妇学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文

3、被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于l、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密留。(请在以上相应方框内打“√”)作者导师日期：厶【口年fz月f多E1日期：如Lo年fz月l多日▲-●-●摘要桩基承载性状分析计算是目前桩基理论研究的难题之一，传统理论的简单结果与工程实际相差较大，所使用的经验修正系数在实际工程中往往无法精确取值。尽管国内外众多学者对桩基设计计算理论进行了深入的研究和探讨，但目前无论是设计理论，还是在工程实践，都还存

4、在着较多的问题和不足。基于对上述问题的研究，本文以能量原理的基础对基桩承载性状的数值计算方法及其工程实际应用进行了深入的探讨。通过分析基桩与其埋置土层之间的能量传递建立适用于工程实际操作的基桩承载力数值计算方法。首先，对目前应用较多的两种基桩侧阻力荷载传递模型，即佐藤悟弹性．全塑性模型以及双曲线模型，进行了深入的分析；同时，提出了考虑桩侧阻卸载的多折线模型，并对其数学模型进行归纳以适合编程计算；进而对基桩与桩侧土之间的能量传递进行了分析，通过建立桩身单元的能量平衡方程，给出了基桩工作性状计算程序所需要的能量差分方程，并将其作为程序计算的主体。其次，

5、基于基桩能量差分方程编制了相应计算程序，并提出了两种不同的程序收敛条件，即荷载协调收敛以及最小势能收敛；相对于两种不同的程序收敛条件给出了相应的程序实现策略；给出了程序的计算流程以方便编程计算；最后，通过一个工程实例对程序的适用性及收敛策略的合理性进行了验证。再次，针对实际工程中可能出现的基桩负摩阻力问题，将地基土的沉降情况引入了计算程序，从而使程序的计算功能扩展至更一般的情况。在侧阻力计算中引入桩土相对位移计算项，从而重新建立起侧阻力计算模型，接着，将桩土相对位移引入桩身能量差分方程，编制出考虑地基土沉降的基桩性状计算程序；并通过一个工程实例进行

6、验证性计算，证明了程序的合理性和科学性。最后，将文中方法应用于湖南大学岩土工程研究所进行的茅草街大桥桩基静载试验结果计算，考察了程序的实际应用效果。给出了试桩静载试验的主要数据成果；以桩基承载力及沉降实测结果为分析对象，应用文中方法对其进行了分析计算。其结果证明了文中方法在工程实际中的适用性。关键词：桩基础；能量原理；差分方程；静载荷试验；承载力●AbstractAnalysiscalculationofpilebeatingbehaviorisoneoftheimportantproblemsinresearchofpiletheory．Thec

7、alculationresultsofTraditionaltheorydonotconformwellofen西neeringpractice．Andcorrectionalparameteroftraditionaltheoryisnotaccuratempracticalengineering．Althoughscholarsofdomesticandoverseashavemakefurtherresearchtodesi印calculationmethodofpilefoundation，therearemanydisadvantages

8、mnotonlydesigntheorybutalsopracticalengineering．Basedonenergy