湿陷性黄土场地挤土成孔桩负摩阻力的研究

发布时间：2017-03-31 11:07

  本文关键词：湿陷性黄土场地挤土成孔桩负摩阻力的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：湿陷性黄土场地桩侧负摩阻力引起的下拉荷载极为可观,对桩基础乃至工程会产生较为严重的安全隐患,因此,在桩基础设计中应当给予充分考虑。然而目前湿陷性黄土场地减小或消除负摩阻力的方法难以兼得安全可靠和经济节约。挤土成孔桩是一种特殊的桩基础,其成孔方式会使桩周土体产生挤土效应,进而会对负摩阻力产生不同的影响。本文从理论分析和室内试验的角度出发,研究湿陷性黄土场地挤土成孔对负摩阻力的影响。理论分析研究挤土成孔桩的挤密机理、挤土效应及其负摩阻力的变化。随着挤土成孔的深入,桩周一定范围土体逐渐进入塑性状态,且塑性区不断扩大;桩周土体的应力和密实度沿径向呈现递减变化;挤土成孔桩浸水时,桩间未挤密黄土湿陷下沉,会在土-土界面产生向下的剪应力,且在剪应力沿径向向内传递的过程中,竖向圆环会对其逐步消减,当其厚度足够时,桩侧会消除负摩阻力。为了获得更加接近实际的成果,设计了室内缩尺模型试验,以挤土成孔桩为主要研究对象,通过改变成孔方式和挤土成孔桩桩径,系统研究湿陷性黄土场地浸水后挤土成孔桩侧摩阻力的特性和分布、桩间土浸水湿陷变形的分布规律、挤土成孔桩的挤土效应。试验结果表明:在桩顶未施加荷载的情况下浸水,挤土成孔桩的负摩阻力沿着桩身向下,基本先增大后减小,呈现单峰值状,最后转变为正摩阻力;挤土成孔桩周土体的沉降沿径向向外递增变化,且快速递增范围随着桩径的增加而增大;挤土成孔桩周土体的密实度沿径向向外递减变化,且有效挤土厚度随着桩径的增加而增大,桩周土体沿径向密实度的变化曲线和沉降的变化趋势基本保持一致;随着有效挤土厚度与桩径比值的增加,负摩阻力先增大,后减小,当有效挤土厚度与桩径比值超过“最小比值”时,负摩阻力减小,表现出挤土效应对负摩阻力的消减作用,并且随着比值的继续增加,负摩阻力持续减小,表明挤土效应对负摩阻力的消减作用随着桩径的增加在增强。
【关键词】：湿陷性黄土 挤土成孔桩 负摩阻力 挤土效应
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU473.1
【目录】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 研究背景9-11
• 1.2 研究现状11-15
• 1.2.1 负摩阻力11-13
• 1.2.2 湿陷性黄土地区负摩阻力13-14
• 1.2.3 挤土成孔桩14-15
• 1.3 提出问题15
• 1.4 研究内容15-16
• 1.5 创新点16-17
• 第二章 桩基负摩阻力的作用机理17-24
• 2.1 负摩阻力形成机理17-18
• 2.1.1 负摩阻力定义17
• 2.1.2 负摩阻力产生的原因17
• 2.1.3 负摩阻力的影响因素17-18
• 2.2 负摩阻力的特性18-20
• 2.2.1 中性点的分布规律18-19
• 2.2.2 负摩阻力的时间效应19-20
• 2.3 减小负摩阻力的措施20-22
• 2.4 湿陷性黄土地区负摩阻力的特性22-24
• 第三章 挤土成孔对负摩阻力的影响24-31
• 3.1 挤土成孔的挤密机理24-27
• 3.2 挤土成孔桩的挤土效应27-28
• 3.3 挤土成孔对负摩阻力的影响28-31
• 第四章 挤土成孔桩负摩阻力的试验研究31-46
• 4.1 桩模型试验的相似性31-32
• 4.2 模型试验的设计32-44
• 4.2.1 试验装置和材料32-33
• 4.2.2 模型的相似设计33-34
• 4.2.3 模型箱34-35
• 4.2.4 试验土设计与制作35-40
• 4.2.5 模型灌注桩的制作40-41
• 4.2.6 测点布置41-44
• 4.3 浸水工况44
• 4.4 数据处理44-46
• 第五章 试验结果及其分析46-69
• 5.1 成孔方式对负摩阻力的影响46-57
• 5.1.1 桩身轴力46-48
• 5.1.2 桩侧摩阻力48-53
• 5.1.3 悬吊法中的负摩阻力53-54
• 5.1.4 桩周土体的沉降54-56
• 5.1.5 挤土效应56-57
• 5.1.6 小结57
• 5.2 挤土成孔桩桩径对负摩阻力的影响57-69
• 5.2.1 桩身轴力58-59
• 5.2.2 桩侧摩阻力59-64
• 5.2.3 悬吊法中的负摩阻力64
• 5.2.4 桩周土体的沉降64-66
• 5.2.5 挤土效应66-67
• 5.2.6 小结67-69
• 第六章 结论及展望69-71
• 6.1 结论69-70
• 6.2 展望70-71
• 参考文献71-74
• 在学期间的研究成果74-75
• 致谢75

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  本文关键词：湿陷性黄土场地挤土成孔桩负摩阻力的研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：279526