抗拔桩的承载力与变形研究

发布时间：2020-01-24 04:25

【摘要】：抗拔桩是一种常见的承受抗拔荷载的结构物，目前对于抗拔桩的理论研究远远落后于工程实践。本文对等截面抗拔单桩和扩底抗拔桩的承载力和变形进行了研究，研究成果主要包括以下几个方面： 一、按照剪切破坏面法，采用了已有文献中的破坏面方程，但对其中极限抗拔荷载的分析计算方法进行了改进，，直接根据极限上拔荷载与破坏面内土体的重量和破坏面上土体所发挥的抗剪强度之间的力的平衡关系，得出了砂土中抗拔桩极限承载力的表达式。 二、根据变分法得出了抗拔单桩的位移控制方程，然后考虑抗拔桩的边界条件并利用迭代法求得了控制方程中所需的参数，进而确定了桩侧土在弹性条件下时单桩的截面位移和轴力。分析过程中，得出了桩侧土位移影响函数，使得桩的变形计算不再依赖于轴向受荷桩影响半径的经验公式。 三、利用已求得的桩侧土位移影响函数，假定抗拔桩的桩侧摩阻力和桩土相对变形的关系为理想弹塑性关系，当桩侧摩阻力达到极限摩阻力时，桩土之间发生塑性滑移，但桩土间相对变形的继续增大不影响接触面以外桩侧土体的变形量，在此基础上求出了抗拔桩变形。 四、利用Hankel积分变换法和传递矩阵法求得了轴对称荷载作用下层状弹性半空间体应力和位移的基本解答，在此基础上结合差分法得到了扩底抗拔桩单桩的变形特性。通过与模型试验结果的对比，验证了所建立基本理论解答及程序的正确性。 五、通过对同条件下试桩进行的抗压和抗拔静载试验，分析了两种不同加载方式下桩变形特性的差异，同时对抗拔桩在各级荷载下地表的变形进行了观测，以研究分析地表处桩侧土的变形规律。通过现场单桩水平静载荷试验及上拔与水平力组合作用下单桩静载试验，分析了水平荷载作用下不同桩身抗弯刚度灌注桩的变形特性和承载特性，探讨了有、无上拔荷载作用两种情况下单桩水平承载力及变形之间的差异。最后，将本文的理论计算结果与实测的地表变形、桩的变形进行了对比，验证了所提出理论方法的正确性。
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU473.1

【参考文献】

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本文编号：2572538