坡地条件下水平受荷桩的承载性能及计算方法研究

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1、学校代号10532学号S150100122分类号TU473密级公开硕士学位论文坡地条件下水平受荷桩的承载性能及计算方法研究学位申请人姓名聂华杰培养单位土木工程学院导师姓名及职称杨明辉副教授学科专业岩土工程研究方向桩基础论文提交日期2018年05月23日学校代号：10532学号：S150100122密级：公开湖南大学硕士学位论文坡地条件下水平受荷桩的承载性能及计算方法研究国家自然科学基金资助项目（51678230）学位申请人姓名：聂华杰导师姓名及职称：杨明辉副教授培养单位：土木工程学院专业名称：岩

2、土工程论文提交日期：2018年05月23日论文答辩日期：2018年05月26日答辩委员会主席：陈昌富教授StudyonbearingcapacityandcalculationmethodoflaterallyloadedpilesunderslopeconditionsbyNIEHuajieB.E.(HenanUniversityofScienceandTechnology)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsfo

3、rthedegreeofMasterofEngineeringinGeotechnicalEngineeringintheGraduateSchoolOfHunanUniversitySupervisorAssociateprofessorYANGMinghuiMay,2018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

4、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：日期：年月日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1、保密□，在______年解密后适用本授权书。2、不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名

5、：日期：年月日导师签名：日期：年月日I边坡条件下水平受荷桩的承载性能及计算方法研究摘要我国地府辽阔，山川河流众多，近年来，随着国家对铁路、高速公路等基础设施的需求越来越大，许多道路的选址不可避免要跨越河流、边坡等复杂地形，这时桩基础由于承载力高、稳定性好等优点成为了基础形式的首选。与位于平地上的水平受荷桩相比，边坡段桩基在受力环境、使用功能以及地理位置等方面都表现出了一定的特殊性，这也就使得边坡段水平受荷桩不能再沿用平地桩基的设计计算方法。针对上述问题，本文拟采用室内模型试验和有限元分析这两种方

6、法对边坡段水平受荷桩的承载特性进行深入的研究，研究的具体工作如下：(1)简单介绍了边坡段水平受荷桩承载性能的研究现状，分析了其与平地桩基在水平承载性能方面的区别，并对目前水平荷载作用下单桩承载力的计算理论进行了总结。(2)针对平地桩基和坡地桩基两种工况开展了两组室内模型对比试验。第一组设置了分别位于平地、30°、45°以及60°斜坡中点处的水平受荷桩，第二组设置了分别位于30°斜坡上不同位置处的水平受荷桩，并分别得到了桩基的荷载与位移曲线、桩身弯矩曲线。经过对试验结果的分析可得：边坡的存在削弱了

7、桩基的水平承载力，并且边坡的坡度越大，桩基的水平承载力削弱的越多；桩基在边坡上位置的不同会导致桩基有不同的水平承载力，当桩基从坡脚向斜坡中点移动时，桩基的水平承载力不断减弱，当桩基从斜坡中点向坡顶移动时，桩基的水平承载力不断增加。(3)为了研究桩径、桩长和土体的弹性模量对桩基受荷性能的影响，本文利用ABAQUS建立了数值模型。分析结果表明：桩长的增加能改善桩基的水平承载性能，但是当桩长达到一定长度时，再增加桩长的意义已经不是很大，而且会造成浪费，桩径的增加能改善桩基的水平承载性能，但是出于经济性

8、的考虑应合理的确定桩径，增加土体的弹性模量也能显著改善桩基的水平承载性能。(4)对室内模型试验结果进行了进一步分析并得到了坡地桩基的p-y曲线，分析结果表明：平地上的双曲线型p-y曲线表达式对坡地桩基已不再适用，据此，对双曲线型p-y曲线的两个关键参数土的极限土抗力参数Np和初始刚度ki进行了合理的修正，得到了适用于计算坡地桩基Np和ki值的表达式，进而获得了适用于坡地桩基的p-y曲线，与本文试验结果和他人试验结果对比，表明了本文方法的合理性。关键词：水平受荷桩；室内模型试验；数值模拟；p-y曲