鋼-土界面特性及鋼護(hù)筒嵌巖樁承載性狀研究.pdf

1、隨著長(zhǎng)江中上游內(nèi)河航運(yùn)事業(yè)的迅猛發(fā)展，大直徑嵌巖樁基得到了廣泛的應(yīng)用。嵌巖樁基在水上施工一般需架設(shè)鋼護(hù)筒，鋼護(hù)筒作為施工措施需嵌入地基巖層一定深度，施工完成后鋼護(hù)筒被保留下來與樁身混凝土共同承受荷載作用。在以往的設(shè)計(jì)計(jì)算中一般不考慮鋼護(hù)筒參與受力，這與實(shí)際情況不符。本文在查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上自行設(shè)計(jì)了一套室內(nèi)直剪試驗(yàn)裝置，研究了鋼板與砂泥巖混合填土間的接觸面力學(xué)特性及相關(guān)的影響因素，基于相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和嵌巖樁試樁資料在反復(fù)試算論證的基

2、礎(chǔ)上提出了大直徑鋼護(hù)筒嵌巖樁的有限元模擬方法，并分析了大直徑鋼護(hù)筒嵌巖樁在豎向和水平向荷載下的承載性狀。本文完成的主要工作及取得的成果如下:
　　 (1)利用自行設(shè)計(jì)的土與結(jié)構(gòu)接觸界面直剪試驗(yàn)裝置研究了鋼與砂泥巖混合填土接觸界面的力學(xué)特性，基于試驗(yàn)成果探討了砂泥巖混合填土的顆粒級(jí)配、砂泥巖顆粒含量比例、干密度、含水率等因素對(duì)鋼-土接觸界面摩擦特性的影響。
　　 (2)提出了大直徑鋼護(hù)筒嵌巖樁承載性狀的有限元模擬方法，該方

3、法除了考慮樁周巖土體的材料非線性外，同時(shí)考慮了混凝土樁身和鋼護(hù)筒的材料非線性、樁-巖（土）相互作用以及鋼護(hù)筒與樁身混凝土間的相互作用。
　　 (3)以某碼頭工程為原型，采用有限元法分析了大直徑鋼護(hù)筒嵌巖樁的豎向承載特性，根據(jù)樁頂荷載-沉降曲線、樁身軸力和樁側(cè)摩阻力分布的結(jié)果，分析了鋼護(hù)筒對(duì)大直徑嵌巖樁豎向承載力的影響，探討了嵌巖樁嵌巖深度、樁徑、鋼護(hù)筒嵌巖深度、上覆土層及地基巖體強(qiáng)度參數(shù)對(duì)樁基豎向承載力的影響。結(jié)果表明，考慮鋼護(hù)

4、筒后，嵌巖樁表現(xiàn)為端承摩擦型樁，鋼護(hù)筒的存在提高了嵌巖樁的豎向承載力。
　　 (4)通過有限元法研究了大直徑鋼護(hù)筒嵌巖樁的水平承載特性，根據(jù)樁頂荷載-位移曲線、樁身水平位移曲線和樁身彎矩的計(jì)算結(jié)果，分析了鋼護(hù)筒對(duì)大直徑嵌巖樁水平承載力的影響，探討了嵌巖樁嵌巖深度、樁徑、鋼護(hù)筒嵌巖深度、上覆土層及地基巖體強(qiáng)度參數(shù)對(duì)水平承載力的影響。分析結(jié)果表明，考慮鋼護(hù)筒后，嵌巖樁的水平承載力得到了提高，鋼護(hù)筒承載了部分嵌巖樁的水平承載力，其能有