堆载条件下隔离膜对黄土桩基负摩阻力影响研究

发布时间：2020-06-10 17:27

【摘要】：我国西部地区,存在着大面积的湿陷性黄土。近几年来,国家在西部地区的工程建设越来越多,桩基以其独有的优点,被大量地运用到地基处理中。如何避免由于黄土沉降产生的负摩擦力给桩基工程带来的危害,对于促进桩基工程的安全设计,具有非常重要的理论和实践意义。本文在总结桩基负摩阻力作用机理的基础上,设计了单桩室内模型试验,研究了当桩周土是含水量为20%的黄土,且黄土上有堆载、桩顶无荷载作用时,桩和土之间有无隔离膜时的桩周土与桩顶沉降、桩身应力应变及侧摩阻力变化情况。并利用ABAQUS数值分析软件,对室内模型试验进行建模,又对改变桩土间隔离膜材料以及降低桩身表面摩擦系数这几种情况,进行了分析,主要得出了以下研究成果:(1)归纳总结了桩基负摩阻力的作用机理,包括:桩基负摩阻力的产生原因、中性点的分布规律、桩基负摩阻力的影响因素及时间效应等;(2)单桩室内模型试验结果表明:当桩和土之间没有隔离膜时,桩身轴力沿桩入土深度是逐渐增大的,桩的中性点在桩底部,桩侧产生的全部是负摩阻力。而当桩和土之间有隔离膜时,桩身轴力沿桩入土深度,是先增大后减小的趋势,桩的中性点位置上升,桩侧产生正摩阻力;(3)利用ABAQUS数值分析软件,对室内模型试验进行模拟,得到桩土之间没有隔离膜时,计算结果和试验测得的数据相比,当桩周土堆载分别为0kPa、3kPa、6kPa、9kPa时,试验计算出的桩身轴力最大值分别比数值模拟的要小28.5%、17.7%、16.25%、18.24%,而另外几个点处,试验计算得出的桩身轴力要比数值模拟计算得出的都要小于10%,但桩身轴力沿桩身的变化趋势基本一致。这说明建模的方法是可行的,能够利用这种方法进行更深入的研究;(4)对改变桩土间隔离膜材料以及降低桩身表面摩擦系数等情况进行了数值模拟。结果表明,通过降低桩身表面摩擦系数,是可以降低桩身轴力,进而降低桩身表面的负摩阻力,但不能改变桩身中性点的位置。当在桩和土之间设置隔离膜时,可以提高桩身中性点的位置。
【图文】：

技术路线图

堆载条件下隔离膜对黄土桩基负摩阻力影响研究

侧摩阻力及轴力沿桩长分布
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU473.1

【参考文献】