文档介绍：江苏科技大学
硕士学位论文
大直径管桩水平承载力的研究
姓名:李志明
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:俞铭华;汪宏
20070101
摘要
大直径管桩水平承载力的研究
摘要
随着开敞式码头、跨海大桥、海洋石油平台的建设,在港口及海洋桩基工程领域
中,在受地震、波浪、强风和船舶作用的结构物的设计中,桩基的水平承载作用起到
了至关重要的作用。由于水平静载试验受工期、费用、实验设备及实验条件的限制,
静载试验往往没有达到试桩的水平极限承载便终止了,本文通过对单一粘性土层中的
单桩进行数值模拟,对单桩在水平力作用下的工作性状进行了分析研究,并提出了大
直径管桩的水平极限承载力计算公式,以便更好地满足工程建设的需要。
本文首先回顾和总结了目前大直径水平承载桩的各种计算方法和理论的研究现
状、有限元的基本理论和几类非线性问题。其次,考虑到土体性状的复杂性和桩-土
相互作用对桩体应力和变形的影响,应合理选择土体的本构模型和接触面单元来描述
两者之间的界面力学行为;通过引入桩土相互作用和采用适当的接触面类型,建立桩
土相互作用的有限元计算模型,分析了单桩在水平荷载作用下弯矩、剪力、土压力以
及桩身位移分布规律。
论文论述了当前确定桩基水平极限承载力的方法与手段和桩基水平极限承载力的
影响因素,通过对影响桩的水平极限承载力的主要参数进行数值模拟分析,得出了单
桩应变和位移分布规律,提出了单桩在水平荷载作用下的破坏模式,综合分析了各参
数对桩基工作性状的影响。有限元模拟分析结果表明,在对单桩水平极限承载力作用
的各参数中,桩径的影响最大,桩长和土体参数次之。通过对有限元计算的数据整理
分析,推导出了单桩的水平极限承载力的计算公式 HLDCEus(, , , ,)φ。并对本文公式
和有限元模拟的结果精度进行了分析对比,然后通过相关文献的试桩资料对本文公式
进行分析验证;计算表明,本文提出的大直径管桩水平极限承载力的计算公式与相关
文献实验资料相比,公式具有较好的精度,验证了模型建立和公式拟合的可行性和正
确性。
关键词:大直径管桩,相互作用,水平承载桩,极限承载力,接触面,破坏模式
I
Abstract
Study on Horizontal Bearing Capacity of Large-diameter Pipe Pile
Abstract
With the construction of open wharf, bay bridge and oil platform, The bearing capacity
of pile foundation have playing an important role in the design of these structures, which are
subjected to earthquake, wave, strong wind and ship in the field of harbor and ocean
engineering. The static tests have always been ceased before the test piles have not reached
its ultimate bearing capacity because of limited to the time of constructs, fees, test facilities
and conditions. This paper studies the behaviors of single pile in lateral load and advance
the lateral ultimate bearing capacity numerical equation of large-diameter pipe pile, in order
to meet the practical engineering construction demand better.
This paper firstly reviews and describes the present different studying methods and
theories of large-diameter laterally loaded piles, secondly, it should properly choose the
constitutive model and interface element to stimulate the interfac