水平与下压荷载作用下单桩承载性状研究

发布时间：2024-11-26 22:04

　　桩基础被广泛用于高层及超高层建筑、港口与桥梁等工程中,复杂工况下桩顶将承受下压与水平荷载形成的组合荷载,且下压与水平荷载往往不是同时施加的。下压荷载与水平荷载的施加顺序如何影响桩身内力、桩侧摩阻力及土层抗力等是组合荷载作用下桩基设计中的难点问题。本文采用模型试验和数值分析相结合的方式,论证了单桩在下压与水平组合荷载作用下考虑荷载施加顺序对桩身内力、桩侧摩阻力及土层抗力等进行研究的重要性。对于先施加水平荷载的单桩其竖向承载性状研究结果表明,预先施加水平荷载会在一定程度上增加桩顶沉降,但预先施加水平荷载对于单桩的竖向极限承载力几乎无影响。就单桩内力而言,预先施加水平荷载将在地面下0～15d范围内提高单桩迎土面摩阻力,并减小背土面摩阻力,总体上表现为减小了试桩桩侧平均摩阻力。同时,预先施加水平荷载会增加桩身弯矩值,且增大幅度与预施加的水平荷载值正相关。此外,预先施加水平荷载将增加单桩迎土面桩体所受到的土层抗力大小,但对于背土面桩体所受到的土层抗力无显著影响。需要指出的是,对预先施加水平荷载再施加下压荷载的单桩而言,水平荷载将显著增大桩身剪力,而该影响在桩基设计中通常被忽略。对于先施加下压荷载的...

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题背景及意义
        1.1.1 课题背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 下压荷载对单桩水平承载性状研究现状
        1.2.2 水平荷载对单桩竖向承载性状研究现状
        1.2.3 存在的问题
    1.3 本课题研究内容和技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
        1.3.3 可行性分析
2 施加水平荷载的单桩竖向承载性状试验研究
    2.1 模型试验设计
        2.1.1 试验方案
        2.1.2 试验装置
        2.1.3 试验材料
    2.2 水平荷载对单桩竖向承载性状试验结果分析
        2.2.1 水平荷载对竖向极限承载力的影响
        2.2.2 水平荷载对桩身水平位移的影响
        2.2.3 水平荷载对桩身转角的影响
    2.3 水平荷载对单桩内力响应试验结果分析
        2.3.1 水平荷载对轴力的影响
        2.3.2 水平荷载对桩侧摩阻力的影响
        2.3.3 水平荷载对桩身弯矩的影响
        2.3.4 水平荷载对桩身剪力的影响
        2.3.5 水平荷载对桩侧土压力的影响
3 施加水平荷载的单桩竖向承载性状数值分析
    3.1 混凝土与黄土剪切试验
        3.1.1 实验装置
        3.1.2 实验方案
    3.2 模型的建立与验证
        3.2.1 数值模拟软件选择与模型建立
        3.2.2 模型验证
    3.3 水平荷载对单桩竖向承载性状模型结果分析
        3.3.1 水平荷载对竖向极限承载力的影响
        3.3.2 水平荷载对桩身水平位移的影响
        3.3.3 水平荷载对桩身转角的影响
    3.4 水平荷载对单桩内力响应模型结果分析
        3.4.1 水平荷载对桩侧摩阻力的影响
        3.4.2 水平荷载对桩身弯矩的影响
        3.4.3 水平荷载对桩侧土压力的影响
    3.5 本章小结
4 施加下压荷载的单桩水平承载性状试验研究
    4.1 模型试验设计
    4.2 下压荷载对单桩水平承载性状试验结果分析
        4.2.1 下压荷载对水平极限承载力的影响
        4.2.2 下压荷载对水平位移的影响
        4.2.3 下压荷载对桩身转角的影响
    4.3 下压荷载对单桩内力响应试验结果分析
        4.3.1 预施加下压荷载对单桩桩身弯矩的影响
        4.3.2 预施加下压荷载对单桩桩身剪力的影响
    4.4 预施加下压荷载单桩弯矩计算模型与验证
        4.4.1 弯矩计算模型的建立
        4.4.2 弯矩计算模型的验证
5 施加下压荷载的单桩水平承载性状数值分析
    5.1 预施加下压荷载单桩模型的建立
    5.2 下压荷载对单桩水平承载性状模型结果分析
        5.2.1 下压荷载对水平极限承载力的影响
        5.2.2 下压荷载对桩身水平位移的影响
        5.2.3 下压荷载对桩身转角的影响
    5.3 下压荷载对单桩内力响应模型结果分析
        5.3.1 下压荷载对桩侧摩阻力的影响
        5.3.2 下压荷载对桩身弯矩的影响
        5.3.3 下压荷载对桩侧土压力的影响
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
附录一 攻读硕士学位期间的研究成果



本文编号：4012653