文档介绍：硕士论文抗拔桩承载机理的三维有限元研究
加
一
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本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果,尽我所知,在本
学位论文中,除了加以标注和致谢的部分外,不包含其他人已经发表或
公布过的研究成果,也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使
用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均己在论文
中作了明确的说明。
研究生签名湘勉一一一砷年月‘日
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研究生签名和乘国年月‘日
硕士论文抗拔桩承载机理的三维有限元研究
绪论
研究背景
抗拔桩是抗拔基础的主要结构形式。压重式基础和锚板基础的抗拔承载能力主要
取决于回填土的土料及其压实质量,并且对周围土体扰动较大与此不同的是,抗拔
桩设置时对周围土体的扰动很小,土体的强度和变形性质与原状土相差不太大,这是
抗拔桩的主要优点之一。近年来,抗拔桩的应用日益广泛。
抗拔桩主要应用范围为高压输电线塔电视塔等高耸建筑物承
受浮托力为主的地下结构,如地下广场、地下车站、地下停车场、地下仓库,深水泵
房等在水平荷载作用下出现上拔力的建构筑物膨胀土或冻胀土地基
上的建筑物海洋石油的钻采平台及洋面或潜泊系统的桩基高层建筑物主
楼与裙楼连接处的桩基国防工程中的人防设施以及其它地下洞室斜拉桥
中的锚桩,水工建筑物等。
二十一世纪被认为是地下空间开发利用的世纪,并且随着近海及海洋工程的飞速
发展,抗拔桩的应用将日益广泛。然而,目前为止,还没有成熟的有关抗拔桩的计算
设计理论,迄今抗拔桩的设计方法仍处于借鉴抗压桩的设计计算方法阶段,即以桩的
抗压侧摩阻力值导入一个经验折减系数后作为抗拔桩侧摩阻力以估算抗拔承载力。
桩的抗拔力取决于桩身材料强度及桩与土之间的抗拔侧摩阻力。桩的抗拔侧摩阻
力由桩侧阻力和桩身或桩一土重力组成,上拔时形成的桩端真空吸引力,由于所占比
例不大,且可靠性不高,一般不予考虑
影响种杭拨为的田素是方而的,主要因素有种的类刑及施下方法
桩的长度地基的类别土层的形成历史桩的加载历史荷载的
特性等。
目前,相比抗压桩,抗拔桩的研究相对很少,且主要集中在承载力上,对变形的
研究更少。而且抗拔桩承载力的计算方法依然偏于保守,对抗拔桩与抗压桩承载力发
挥上的异同也不尽明确。本文围绕抗拔桩的承载力、抗拔桩的变形、侧摩阻力发挥特
点等问题展开研究。
抗拔桩的研究水平
抗拔桩按照形状大致可以分为等截面抗拔桩和非等截面抗拔桩扩底桩及多节支
盘桩等按照其所在土层不同可分为砂土地基中的抗拔桩、软土地基中的抗拔桩、
基岩地基中的抗拔桩等。<br及状况
硕士论文抗拔桩承载机理的三维有限元研究
单桩承载力的确定是桩基础设计的首要问题。确定单桩极限承载力的方法主要有
静载荷法、理论分析以及经验公式等阎。影响单桩抗拔力的主要因素有桩的类型及施
工方法、桩的长度、地基的类别、土层的形成历史、桩的加载历史、荷载的特性等,
因此要建立一个能够全面反映这些因素的理论分析模式或经验公式是比较困难的。目
前,我国对于一级建筑物桩基,单桩的抗拔承载力标准值应通过现场单桩上拔静荷试
验确定对于二、三级建筑物桩基,如无当地经验,是以抗压桩的侧阻力乘以一经验
折减系数人即抗拔系数,作为抗拔桩的侧阻力来计算其抗力。众多学者也致力
于这方面理论的研究,于年、。于年分别发表文章认为抗拔
桩的侧摩擦力和抗压桩的侧摩擦力是相等的。经过研究,人们己认识到两者有所不同,
由于对抗拔桩侧摩擦力的发挥缺乏充足的认识,只好套用抗压桩的研究成果,抗压侧
摩擦力乘以折减系数表示抗拔侧摩擦力。其实,抗拔桩的桩土作用机理远没有想象的
那样简单,单纯靠引入一个经验系数是很不充分的。于年通过试验对
三种抗拔桩可能的破坏形式进行了研究,从而提出抗拔桩承载力计算公式,何思明
在以上研究的基础上提出了一个极值原理,进而得出破坏的最可能的方式
年,徐和、陈竹昌进行了抗拔桩的模型试验,对以前工作者提出的公式进行一定合理
的改进年徐和、刘云云提出了抗拔桩粘着力系数与桩周土不排水抗剪强度之
间的关系及桩拔、压比与桩长径比的关系,以及桩周土的土性、桩的类型和施工对其
影响,并提出了预估抗拔承载力的方法年,朱碧堂、杨敏基于文克