新型螺旋钢桩的承载特性研究
发布时间：2021-01-31 15:06
新型螺旋钢桩是一种在工厂通过特殊机械将矩形钢板扭转而成螺旋状的预制桩。现场通过对桩顶施加扭矩进而旋入及压入土中成桩,这种工艺具有操作简便、对周边环境影响小等特点,现多用于路灯、路标支柱、人行栈道等小型土木构筑物。为了对其受力承载特性进行深入研究,使该桩型得到广泛推广,本文对螺旋钢桩进行了大型室内模型试验,并结合试验数据系统地分析了竖向荷载作用下的桩周土压力、桩身轴力、荷载-位移等变化规律;通过有限元软件ABAQUS对螺旋桩的极限承载力和变形特性进行三维数值模拟;比较了桩的有关理论公式,并通过工程实例对承载力计算公式进行了验证。主要工作和研究成果如下:（1）分别对桩在红土、砂土地基条件下进行了抗压静载试验,通过布设应变片、土压力盒、荷载传感器等设备,记录了不同荷载等级下的桩身应力、桩周土压力、荷载、位移等参数。（2）通过试验分析了荷载与位移、轴力、侧摩阻力、土压力等变化规律。试验结果表明:荷载-位移关系曲线呈直线变形、局部减损、完全剪切三个阶段,变化规律符合桩的破坏形式;在桩顶荷载作用下,随着荷载增大桩身轴力由顶部传递到端部,沿桩长逐渐减少,轴力衰减速率保持稳定,分布随桩深呈线性减小;桩...
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外发展及研究简况
1.3 本文主要研究内容及技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 技术研究路线
第2章 新型螺旋钢桩的模型试验研究
2.1 模型试验目的及方法
2.1.1 模型试验目的
2.1.2 模型试验方案
2.2 模型试验方案
2.2.1 试验模型桩
2.2.2 数据测量系统
2.2.3 反力装置
2.2.4 螺旋钢桩的埋设
2.2.5 地基土的选用与参数确定
2.2.6 加载标准及数据读取
2.2.7 数据处理
2.3 误差处理
2.4 本章小结
第3章 试验结果与分析
3.1 荷载-沉降结果与分析
3.1.1 桩在砂土条件下的荷载-沉降结果与分析
3.1.2 桩在红土条件下的荷载-沉降结果与分析
3.2 轴力传递结果与分析
3.2.1 桩在砂土条件下的轴力传递结果与分析
3.2.2 桩在砂土条件下的轴力传递结果与分析
3.3 侧摩阻力结果与分析
3.3.1 桩在砂土条件下的侧摩阻力结果与分析
3.3.2 桩在红土条件下的侧摩阻力结果与分析
3.4 土压力结果与分析
3.4.1 桩在砂土条件下的土压力结果与分析
3.4.2 桩在红土条件下的土压力结果与分析
3.5 本章小结
第4章 新型螺旋钢桩数值模拟研究
4.1 ABAQUS软件介绍
4.2 有限元模型的建立
4.2.1 计算模型及参数
4.2.2 各部位模型的建立
4.2.3 材料的创建于赋予
4.2.4 装配构件与创建分析步
4.2.5 定义接触、边界荷载、网格划分
4.3 模型数值分析验证
4.3.1 荷载-位移关系分析验证
4.3.2 桩身各位置轴力关系分析验证
4.3.3 桩身各位置侧摩阻力关系分析验证
4.3.4 桩身各位置桩周土压力关系分析验证
4.4 不同螺距下的极限承载力影响
4.5 本章小结
第5章 理论计算式选取及实例验证
5.1 理论计算式公式选取
5.2 工程概况
5.2.1 试验原理与方法
5.2.2 检测质量保证措施
5.2.3 竖向抗压静载试验结果分析
5.2.4 理论计算式的试验验证分析
5.3 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
攻读学位期间研究成果
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]注浆成型螺纹桩抗拔承载特性的数值分析[J]. 王斌,钱建固,陈宏伟,黄茂松,胡玉银. 岩土力学. 2014(S2)
[2]ABAQUS在计算基坑开挖变形中的应用研究[J]. 秦会来,张甲峰,郭院成,李峰. 岩土工程学报. 2012(S1)
[3]基于ABAQUS的初始地应力平衡方法研究[J]. 代汝林,李忠芳,王姣. 重庆工商大学学报(自然科学版). 2012(09)
[4]注浆桩土接触面试验研究及后注浆抗拔桩承载特性数值分析[J]. 钱建固,贾鹏,程明进,黄茂松. 岩土力学. 2011(S1)
[5]基于ABAQUS的桩土共同作用的数值模拟[J]. 陈晶. 河南科学. 2009(08)
[6]开挖条件下抗拔桩的承载力损失比分析[J]. 黄茂松,郦建俊,王卫东,陈峥. 岩土工程学报. 2008(09)
[7]全螺旋灌注桩单桩极限承载力的预测[J]. 胡焕校,刘静,祝世平. 中南大学学报(自然科学版). 2007(06)
[8]基于ABAQUS软件的大直径桩承载力-变形分析[J]. 贺嘉,陈国兴. 地下空间与工程学报. 2007(02)
[9]预制混凝土螺旋桩桩头力学特性数值分析[J]. 贾志杰,梁力,董天文. 山西建筑. 2006(02)
[10]大变形数值方法在软岩工程中的应用[J]. 何满潮,王树仁. 岩土力学. 2004(02)
博士论文
[1]挤扩支盘桩力学特性的试验研究及理论分析[D]. 巨玉文.太原理工大学 2005
硕士论文
[1]曲线螺旋桩竖向抗拔承载机理研究[D]. 霍闯乐.云南大学 2016
[2]砂土类地基中螺纹灌注桩竖向抗拔性能的研究[D]. 张永钊.云南大学 2015
[3]螺旋钢桩竖向承载机理试验研究[D]. 王达麟.天津大学 2012
[4]大直径人工挖孔扩底桩承载力试验研究与工程应用[D]. 王志宽.郑州大学 2010
[5]建筑物桩基础负摩阻力特性研究[D]. 郑鹏一.大连理工大学 2008
[6]单桩竖向荷载传递的性状分析及工程应用[D]. 刘兴华.长安大学 2007
[7]不同桩端条件下桩基承载性状的室内模型试验研究及分析[D]. 吕建春.同济大学 2007
[8]倾斜偏心荷载下基桩受力分析与室内模型试验研究[D]. 李微哲.湖南大学 2005
[9]桩—土—承台非线性共同作用模型试验与数值分析[D]. 何立明.南京工业大学 2004
本文编号：3011107
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外发展及研究简况
1.3 本文主要研究内容及技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 技术研究路线
第2章 新型螺旋钢桩的模型试验研究
2.1 模型试验目的及方法
2.1.1 模型试验目的
2.1.2 模型试验方案
2.2 模型试验方案
2.2.1 试验模型桩
2.2.2 数据测量系统
2.2.3 反力装置
2.2.4 螺旋钢桩的埋设
2.2.5 地基土的选用与参数确定
2.2.6 加载标准及数据读取
2.2.7 数据处理
2.3 误差处理
2.4 本章小结
第3章 试验结果与分析
3.1 荷载-沉降结果与分析
3.1.1 桩在砂土条件下的荷载-沉降结果与分析
3.1.2 桩在红土条件下的荷载-沉降结果与分析
3.2 轴力传递结果与分析
3.2.1 桩在砂土条件下的轴力传递结果与分析
3.2.2 桩在砂土条件下的轴力传递结果与分析
3.3 侧摩阻力结果与分析
3.3.1 桩在砂土条件下的侧摩阻力结果与分析
3.3.2 桩在红土条件下的侧摩阻力结果与分析
3.4 土压力结果与分析
3.4.1 桩在砂土条件下的土压力结果与分析
3.4.2 桩在红土条件下的土压力结果与分析
3.5 本章小结
第4章 新型螺旋钢桩数值模拟研究
4.1 ABAQUS软件介绍
4.2 有限元模型的建立
4.2.1 计算模型及参数
4.2.2 各部位模型的建立
4.2.3 材料的创建于赋予
4.2.4 装配构件与创建分析步
4.2.5 定义接触、边界荷载、网格划分
4.3 模型数值分析验证
4.3.1 荷载-位移关系分析验证
4.3.2 桩身各位置轴力关系分析验证
4.3.3 桩身各位置侧摩阻力关系分析验证
4.3.4 桩身各位置桩周土压力关系分析验证
4.4 不同螺距下的极限承载力影响
4.5 本章小结
第5章 理论计算式选取及实例验证
5.1 理论计算式公式选取
5.2 工程概况
5.2.1 试验原理与方法
5.2.2 检测质量保证措施
5.2.3 竖向抗压静载试验结果分析
5.2.4 理论计算式的试验验证分析
5.3 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
攻读学位期间研究成果
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]注浆成型螺纹桩抗拔承载特性的数值分析[J]. 王斌,钱建固,陈宏伟,黄茂松,胡玉银. 岩土力学. 2014(S2)
[2]ABAQUS在计算基坑开挖变形中的应用研究[J]. 秦会来,张甲峰,郭院成,李峰. 岩土工程学报. 2012(S1)
[3]基于ABAQUS的初始地应力平衡方法研究[J]. 代汝林,李忠芳,王姣. 重庆工商大学学报(自然科学版). 2012(09)
[4]注浆桩土接触面试验研究及后注浆抗拔桩承载特性数值分析[J]. 钱建固,贾鹏,程明进,黄茂松. 岩土力学. 2011(S1)
[5]基于ABAQUS的桩土共同作用的数值模拟[J]. 陈晶. 河南科学. 2009(08)
[6]开挖条件下抗拔桩的承载力损失比分析[J]. 黄茂松,郦建俊,王卫东,陈峥. 岩土工程学报. 2008(09)
[7]全螺旋灌注桩单桩极限承载力的预测[J]. 胡焕校,刘静,祝世平. 中南大学学报(自然科学版). 2007(06)
[8]基于ABAQUS软件的大直径桩承载力-变形分析[J]. 贺嘉,陈国兴. 地下空间与工程学报. 2007(02)
[9]预制混凝土螺旋桩桩头力学特性数值分析[J]. 贾志杰,梁力,董天文. 山西建筑. 2006(02)
[10]大变形数值方法在软岩工程中的应用[J]. 何满潮,王树仁. 岩土力学. 2004(02)
博士论文
[1]挤扩支盘桩力学特性的试验研究及理论分析[D]. 巨玉文.太原理工大学 2005
硕士论文
[1]曲线螺旋桩竖向抗拔承载机理研究[D]. 霍闯乐.云南大学 2016
[2]砂土类地基中螺纹灌注桩竖向抗拔性能的研究[D]. 张永钊.云南大学 2015
[3]螺旋钢桩竖向承载机理试验研究[D]. 王达麟.天津大学 2012
[4]大直径人工挖孔扩底桩承载力试验研究与工程应用[D]. 王志宽.郑州大学 2010
[5]建筑物桩基础负摩阻力特性研究[D]. 郑鹏一.大连理工大学 2008
[6]单桩竖向荷载传递的性状分析及工程应用[D]. 刘兴华.长安大学 2007
[7]不同桩端条件下桩基承载性状的室内模型试验研究及分析[D]. 吕建春.同济大学 2007
[8]倾斜偏心荷载下基桩受力分析与室内模型试验研究[D]. 李微哲.湖南大学 2005
[9]桩—土—承台非线性共同作用模型试验与数值分析[D]. 何立明.南京工业大学 2004
本文编号：3011107
本文链接：https://www.wllwen.com/jingjilunwen/jianzhujingjilunwen/3011107.html
