填芯加固技术对混凝土管桩的水平承载性能影响研究

发布时间：2017-10-23 19:11

  本文关键词：填芯加固技术对混凝土管桩的水平承载性能影响研究

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【摘要】：由于混凝土预制管桩的诸多优点,使其在土木工程中得到广泛应用。由于管桩水平抗弯能力较低,影响了管桩水平承载力的发挥。为了提高管桩水平承载力,但是又不明显增加成本及施工难度,本文提出了采用填芯加固技术对预制混凝土管桩进行加固。本文通过大尺寸室内模型试验、数值模拟、理论计算相结合的方法对填芯管桩的多个方面进行对比。1、通过室内模型试验对空芯管桩与填芯管桩水平承载性状进行对比。分析高强度材料填芯管桩、低强度材料填芯管桩及空芯管桩在桩顶水平位移、桩身应力方面两两对比情况。得出水平位移相同情况下,水平承载力从高到低为:高强度材料填芯管桩、低强度材料填芯管桩、空芯管桩。2、通过建立数值模型,验证了数值计算的可靠性。在此基础上,研究了填芯材料强度、桩体长度、管径大小、填芯位置等因素对填芯管桩性能的影响。3、通过理论推导,得到了填芯管桩水平承载力计算公式,并将填芯与非填芯管桩的理论计算值,以及理论计算与数值模拟结果进行对比分析,验证了理论计算公式的可行性,并明确了理论方法计算填芯管桩水平位移的应用范围。
【关键词】：填芯管桩 水平荷载 水平位移 数值模拟
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU473.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 桩基础水平承载性能研究现状9-15
• 1.2.1 灌注桩水平承载性能研究9-10
• 1.2.2 管桩水平承载性能研究10-13
• 1.2.3 填芯管桩水平承载性能研究13-15
• 1.3 研究内容及研究方法15-16
• 第二章 填芯混凝土管桩水平承载性能试验研究16-27
• 2.1 模型试验目的及意义16
• 2.2 模型试验设计16-21
• 2.2.1 模型桩设置16-19
• 2.2.2 模型桩布置19-20
• 2.2.3 加载装置放置20
• 2.2.4 测试元件设置及数据采集20-21
• 2.2.5 试验加载方式21
• 2.3 试验结果对比分析21-26
• 2.3.1 水平荷载-时间-水平位移曲线21-22
• 2.3.2 水平承载力特征值22-24
• 2.3.3 桩身应变24-26
• 2.4 小结26-27
• 第三章 填芯加固对混凝土管桩水平承载力有限元分析27-62
• 3.1 有限单元法简介27-30
• 3.1.1 有限元法要点及特点27
• 3.1.2 有限元法的发展现状27
• 3.1.3 有限单元计算机分析基本步骤27-28
• 3.1.4 材料的本构模型28-29
• 3.1.5 材料单元类型29
• 3.1.6 接触问题29-30
• 3.1.7 常用的数值模拟软件30
• 3.2 室内模型试验的有限元验证30-36
• 3.2.1 有限元模型建立30-31
• 3.2.2 数值模拟与模型试验结果对比分析31-36
• 3.3 填芯管桩水平承载性能影响因素分析36-60
• 3.3.1 数值模型建立36-38
• 3.3.2 填芯及其强度对管桩水平承载性能影响38-51
• 3.3.3 桩身上半部分填芯对水平承载性能影响51-54
• 3.3.4 填芯管桩桩长对水平承载性能影响54-59
• 3.3.5 填芯管桩不同内径对水平承载性能影响59-60
• 3.4 小结60-62
• 第四章 填芯混凝土管桩水平承载力理论分析62-69
• 4.1 概述62-63
• 4.2 管桩水平承载力理论计算63-65
• 4.2.1 空芯管桩水平承载力理论计算63-64
• 4.2.2 低强度材料填芯管桩承载力理论计算64
• 4.2.3 高强度材料填芯管桩承载力理论计算64-65
• 4.2.4 填芯加固对混凝土管桩影响对比65
• 4.3 理论计算与数值模拟对比分析65-67
• 4.3.1 空芯管桩理论计算与数值模拟对比65-66
• 4.3.2 低强度填芯管桩理论计算与数值模拟对比66-67
• 4.3.3 高强度填芯管桩理论计算与数值模拟对比67
• 4.4 小结67-69
• 第五章 总结与展望69-71
• 5.1 总论69
• 5.2 展望69-71
• 参考文献71-75
• 攻读学位期间主要成果75-76
• 致谢76

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本文编号：1084925