微型抗拔樁樁-土位移剪切破壞模型試驗研究.pdf

1、隨著我國城市經(jīng)濟建設(shè)的高速發(fā)展，人們對地下空間的開發(fā)與應(yīng)用越來越廣泛，尤其是抗拔問題也越來越受到人們的重視?？拱螛蹲鳛榭拱位A(chǔ)的一種主要形式，迫切需要一種普遍適用的理論成果來保證抗拔樁的安全使用。在此背景之下，本文在閱讀了國內(nèi)外有關(guān)抗拔樁研究成果的基礎(chǔ)上，通過現(xiàn)場足尺試驗以及理論分析對抗拔樁的承載特性進行了深入研究并取得了重大的成果。
　　本文主要從以下研究內(nèi)容展開：
　?。?）闡述抗拔樁的研究意義及發(fā)展歷程，總結(jié)歸納國內(nèi)外

2、有關(guān)抗拔樁的研究成果，包括理論分析、現(xiàn)場試驗以及數(shù)值模擬分析等，在此基礎(chǔ)上提出問題并予以解決。
　　（2）通過現(xiàn)場足尺試驗對等截面預(yù)制樁、灌注樁的抗拔承載特性進行對比分析，對試驗數(shù)據(jù)進行計算整理，得出兩種樁型不同條件下的荷載-位移曲線、樁身軸力分布曲線、樁土破壞情況等，結(jié)果表明灌注樁的抗拔性能遠大于預(yù)制樁，在實際工程中被廣泛應(yīng)用。
　　（3）分析研究灌注樁在不同樁長L、樁徑 r下的荷載-位移變化規(guī)律，樁身軸力分布規(guī)律；分別對

3、樁端施加水平荷載、樁周土體浸水試驗之后進行靜載試驗，結(jié)果與無外荷載試驗樁的承載性能進行對比，分析承載力的變化原因。通過對灌注樁的試驗研究提出合理的抗拔樁設(shè)計及施工方法。
　　（4）根據(jù)現(xiàn)場試驗中樁土破壞狀態(tài)發(fā)現(xiàn)，樁土之間未發(fā)生相對位移，而是在樁周土體中產(chǎn)生了土的剪切破壞，并隨著上拔荷載的增加，傳力到土中的應(yīng)力引起土產(chǎn)生剪應(yīng)變，在樁周土體內(nèi)形成了剪切極限平衡體系。根據(jù)土的剪切破壞機理和極限平衡體系，建立了樁-土位移剪切破壞模型，推導(dǎo)

4、出了抗拔樁在樁-土位移剪切破壞模式下的極限承載力方程。
　?。?）樁-土位移剪切破壞計算方法與傳統(tǒng)規(guī)范計算方法相比，考慮了更多的因素，比如樁長、樁徑、土層情況和土的物理力學(xué)參數(shù)（重度、粘聚力、內(nèi)摩擦角）以及地面附加荷載情況等，使其在計算時更加符合實際工程情況。并且理論計算結(jié)果與現(xiàn)場試驗測量值更加接近，證明了理論分析與承載力方程的正確性。
　?。?）采用有限元分析軟件 ADINA建立了樁-土位移剪切破壞分析模型，確定及解決了樁

5、體本構(gòu)模型、土體本構(gòu)模型、樁土接觸模型、初始應(yīng)力處理方式、邊界條件等問題；將有限元模擬與試驗結(jié)果對比分析，發(fā)現(xiàn)其單樁極限承載力、荷載-位移曲線趨勢大致吻合，樁土位移云圖產(chǎn)生機理與剪切破壞機理相似；說明了模擬結(jié)果很好的體現(xiàn)了抗拔樁的承載性狀，進一步證明了樁-土位移剪切破壞模型的正確性。
　?。?）將現(xiàn)場試驗、理論分析及數(shù)值模擬結(jié)果對比分析，進一步驗證了樁-土位移破壞模式的正確性，同時根據(jù)樁的抗拔性能及樁身軸力分布情況，優(yōu)化了抗拔樁設(shè)