双层地基中V-T联合作用下单桩承载特性分析

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1、学校代号10532学号S150100053分类号TU473密级公开硕士学位论文双层地基中V-T联合作用下单桩承载特性分析学位申请人姓名杜昊桐培养单位土木工程学院导师姓名及职称邹新军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5月24日学校代号：10532学号：S150100053密级：公开湖南大学硕士学位论文双层地基中V-T联合作用下单桩承载特性分析国家自然科学基金资助项目(51578231&51378197)学位申请人姓名：杜昊桐导师姓名及职称：邹新军副教授培养单位：土木工程学院专业名称：岩土工程论文提交日期：2018年5月24日论文答辩

2、日期：2018年5月27日答辩委员会主席：赵明华教授BearingCapacityCharacteristicsAnalysisofSinglePileunderV-TCombinedLoadinginDouble-LayeredSubsoilbyDUHaotongB.E.(HunanUniversity)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinCivilEngineeringintheGraduateSchoolo

3、fHunanUniversitySupervisorAssociateProfessorZOUXinjunMay,2018双层地基中V-T联合作用下单桩承载特性分析摘要近年来，随着我国基础建设的不断推进特别是近海资源的持续性开发，跨江跨海大桥等不断兴建，桩基础由于其承载力高、沉降小及施工方便等优点而得到广泛应用。但由于这类桩基础通常所处的环境复杂，除承受上部结构的竖向力V外，同时会因偏心水平力H的影响受到扭矩T的作用，由此导致复杂的承载变形特性。常规的设计方法通常不能考虑此类工况，难以合理评估桩身承载力，甚至偏于危险。本文基于已有研究并结合国家自然科学基金项目

4、(NO:51578231；NO:51378197)，针对非均质地基中的V-T联合受荷单桩进行了理论简化分析及数值模拟，主要工作如下：首先，视双层地基各层土体的剪切模量与桩侧极限摩阻力均为随深度非线性变化的幂函数分布，分别建立出双层地基中单桩在V和T单独作用下桩身的内力位移控制方程，进而求解得到由贝塞尔函数表示的桩顶及桩身内力和位移解答。在此基础上，假定桩-土相对滑移即土体塑性区由地面开始逐渐向下发展，进而导得相应受力状态下的桩身内力位移解，将以上解答与已有成果进行对比分析，验证了其正确性。其次，基于所导得的单一受荷桩解答，考虑不同加载顺序及桩周土处于不同受力状

5、态，求解出V-T联合受荷桩的内力位移解答，进而利用Mathcad编制了双层地基中V-T联合受荷桩计算程序，并将其计算结果与已有成果进行对比分析验证了本文方法的合理性。最后，通过参数分析获得了桩身长径比(L/D)、土体剪切模量幂函数分布系数（m1、m2与n）等参数对桩身承载变形特性的影响规律。最后，采用ABAQUS建立出V-T联合受荷桩3D数值分析模型，并利用理论解答验证其可行性后，通过进一步的参数分析获得了桩身长径比(L/D)、桩侧土体剪切模量与极限摩阻力分布常数比n、非均质系数以及加载方法等对V-T联合受荷桩承载力包络线的影响规律。关键词：桩基础；V-T联

6、合荷载；双层地基；荷载传递函数；数值模拟II硕士学位论文AbstractInrecentyears,withtheadvancementofinfrastructureconstructioninourcountry，asthepilefoundationhastheadvantagesofhighbearingcapacity,smallsettlementandconvenientconstructions,thereforeitisoftenusedinengineeringpracticeespeciallyadoptedintheoffshorere

7、sources,theconstructionofoverpassandbridgesoverlargeriversorocean.Butthiskindofstructureisusuallyworkinginacomplexenvironment,therefore,besidestheverticalloadsVdownfromthesuperstructures,obvioustorsinalloadTareoftencausedatthepiletopbynon-uniformoreccentrichorizontalforces,thisresul

8、tsinacomplexpilebea