工字形群桩竖向承载特性研究

发布时间：2022-08-23 12:18

　　目前,为了满足高层建筑、高塔、大型桥梁等工程承载需求,桩基础成为当今土木工程建设中应用范围最广的基础形式之一。基于绿色环保的理念,新型桩的开发已成为桩基工程研究的一种重要思想。工字形桩是一种新型异形桩,具有生产工艺简单、经济效益好、承载力高、良好的可推广性等优点。目前对于工字形桩的相关理论和试验研究较为欠缺,尤其是未考虑上部荷载对工字形群桩相互作用的影响,与当前工程应用需求有一定差距。基于此,本文通过工字形群桩的室内模型试验,并结合ABAQUS有限元软件进行分析,探讨了工字形群桩基础在竖向荷载作用下的承载力及荷载传递规律等,并提出了相关工程建议。主要研究内容及成果如下:（1）通过工字形群桩的室内模型试验,得出了承台顶部荷载沉降曲线,中心桩、短边边桩和角桩的轴力曲线,并根据轴力推导出各桩的侧摩阻力。结果表明:工字形群桩的荷载沉降曲线为陡降型;各桩桩顶荷载分担量为:角桩>短边边桩>中心桩;角桩摩阻力发挥最为充分。（2）通过ABAQUS有限元软件对室内模型进行数值模拟,并与试验结果进行对比,验证了模型建立的可靠性。通过对各桩的桩顶轴力及桩侧阻力进行分析,发现长边边桩和短边边桩受力... 

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 异形桩研究现状
        1.2.2 工字形桩简介及研究现状
        1.2.3 群桩竖向承载特性研究现状
    1.3 本文的研究内容和技术路线图
        1.3.1 本文的研究内容
        1.3.2 本文技术路线图
第二章 竖向荷载下群桩基础计算理论
    2.1 群桩极限承载力计算理论
        2.1.1 群桩的破坏模式
        2.1.2 承台效应系数法
        2.1.3 极限平衡理论计算法
        2.1.4 经验计算法
    2.2 群桩的沉降计算理论
        2.2.1 等代墩基法
        2.2.2 等效作用分层总和法
        2.2.3 弹性理论法
第三章 竖向荷载下工字形群桩室内模型试验
    3.1 模型试验简介
    3.2 室内模型试验
        3.2.1 试验模型
        3.2.2 试验过程及加载方式
    3.3 试验结果分析
        3.3.1 荷载沉降曲线
        3.3.2 桩身轴力分布
        3.3.3 桩侧阻力分布
    3.4 本章小结
第四章 工字形群桩有限元研究
    4.1 引言
    4.2 ABAQUS在岩土工程中的应用
    4.3 桩土本构模型
        4.3.1 桩体本构模型
        4.3.2 土体本构模型
    4.4 有限元模型
        4.4.1 ABAQUS模拟静载试验基本假定
        4.4.2 模型参数与接触定义
        4.4.3 网格划分
        4.4.4 荷载及边界条件
        4.4.5 初始位移场消除
    4.5 有限元结果分析
        4.5.1 荷载沉降曲线拟合
        4.5.2 桩身轴力分布
        4.5.3 桩侧阻力分布
        4.5.4 桩间土荷载分担规律
        4.5.5 桩土位移云图
    4.6 本章小结
第五章 工字形群桩竖向承载特性有限元研究
    5.1 工字形单桩竖向承载特性分析
        5.1.1 开封市典型地质资料
        5.1.2 模型参数
        5.1.3 工字形单桩竖向承载特性分析
        5.1.4 工字形单桩竖向承载力计算公式
    5.2 群桩承载特性的影响因素分析
        5.2.1 桩数对群桩竖向承载特性的影响
        5.2.2 桩间距对群桩竖向承载特性的影响
        5.2.3 承台厚度对群桩竖向承载特性的影响
    5.3 工字形群桩竖向承载力计算公式
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 进一步的研究与展望
参考文献
致谢
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本文编号：3677750