地下結(jié)構(gòu)抗浮及抗拔樁試驗(yàn)研究與分析.pdf

1、大量帶有純地下室的高層建筑，以及地下車(chē)庫(kù)、下沉式廣場(chǎng)的興建，使抗浮問(wèn)題非常突出，而目前主要采用的抗浮措施為抗拔樁，而針對(duì)這二者的研究成果仍然較少，相關(guān)國(guó)標(biāo)也未做具體規(guī)定，因而有必要通過(guò)模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬對(duì)地下結(jié)構(gòu)抗浮和抗拔樁豎向承載力特性進(jìn)一步研究。本文主要通過(guò)地下結(jié)構(gòu)抗浮模型試驗(yàn)、抗拔樁模型試驗(yàn)、樁土顆粒圖像測(cè)速(PIV)試驗(yàn)、抗拔模型樁有限元模擬和工程尺寸抗拔樁有限元模擬幾個(gè)方面進(jìn)行研究，主要工作和成果如下:
　　1)通過(guò)地下

2、結(jié)構(gòu)抗浮模型試驗(yàn)研究了土體滲透系數(shù)對(duì)地下結(jié)構(gòu)浮力大小的影響，以及存在承壓水狀態(tài)下地下室底板位于透水層和不透水層對(duì)地下結(jié)構(gòu)浮力大小的影響，研究表明:當(dāng)?shù)叵率业装逄幱跐B透系數(shù)很低的弱透水層時(shí)，地下室浮力計(jì)算可進(jìn)行折減，本文采用的淤泥質(zhì)粘土的折減系數(shù)為0.6。
　　2)利用模型試驗(yàn)對(duì)抗拔樁的相關(guān)性質(zhì)進(jìn)行了研究，主要研究了抗拔樁和純摩擦抗壓樁側(cè)摩阻力發(fā)揮的異同、等直徑抗拔樁和擴(kuò)底抗拔樁的承載力特性以及擴(kuò)底大小對(duì)擴(kuò)底抗拔樁承載力的影響。研究

3、表明:純摩擦抗壓樁的側(cè)摩阻力大于抗拔樁的，且隨著長(zhǎng)徑比的增加，二者的差值線性減小;擴(kuò)底的增加對(duì)抗拔樁承載力有明顯的提升，但之后通過(guò)擴(kuò)底直徑的增加對(duì)抗拔樁承載力的提升有限。
　　3)采用顆粒圖像測(cè)速(PIV)技術(shù)對(duì)擴(kuò)底抗拔樁的受力機(jī)理進(jìn)行研究，利用樁土模型軸對(duì)稱(chēng)的特性，建立擴(kuò)底抗拔樁透明模型，在抗拔樁上拔過(guò)程中采集一系列圖像數(shù)據(jù)，運(yùn)用MA TLAB圖像分析程序?qū)锻廖灰七M(jìn)行分析。研究表明:擴(kuò)底抗拔樁在工作時(shí)共分為4個(gè)階段，即土體加強(qiáng)

4、階段→側(cè)摩阻力發(fā)揮階段→擴(kuò)散角不斷擴(kuò)大階段→形成滑裂面破壞階段，同時(shí)解釋了擴(kuò)底抗拔樁承載力提高的原因。
　　4)采用有限元分析軟件ABAQUS對(duì)抗拔模型樁進(jìn)行數(shù)值模擬，將模擬結(jié)果與模型試驗(yàn)和PIV試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析，肯定了ABAQUS分析的可靠性，并得到了試驗(yàn)中不易測(cè)量的物理量，如樁身軸力、樁側(cè)摩阻力、位移矢量、位移云圖、應(yīng)力云圖等，有助于分析抗拔樁豎向承載力特性。
　　5)將以上研究成果進(jìn)一步推廣到工程尺寸抗拔樁的應(yīng)用當(dāng)中，