有孔錐-柱管樁開(kāi)孔應(yīng)力集中系數(shù)及樁身極限承載力研究.pdf

1、有孔錐形管樁具有傾斜側(cè)面，加大了樁土接觸面積，使其受力更合理，更能發(fā)揮樁側(cè)土體的側(cè)摩阻力；同時(shí)，作為復(fù)合地基豎向增強(qiáng)體，有孔錐形管樁上端尺寸變大，增大了復(fù)合地基面積置換率，從而可提高復(fù)合地基承載力。但在沉樁施工過(guò)程中，錐形管樁存在接樁不便、處理深度不足、擠土效應(yīng)明顯等缺點(diǎn)?，F(xiàn)提出一種有孔錐-柱管樁技術(shù)，在加大地基處理深度的同時(shí)，樁周土體中超孔隙水可通過(guò)樁孔主動(dòng)進(jìn)入管樁內(nèi)腔，從而加速超孔隙水壓力消散，減小超孔隙水壓力最大值，減小錐-柱管樁

2、的擠土效應(yīng)并提高土的抗剪強(qiáng)度。但開(kāi)孔必將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的幾何連續(xù)性遭到破壞，產(chǎn)生明顯的應(yīng)力集中，從而降低結(jié)構(gòu)的承載能力和使用壽命。因此，本文圍繞有孔錐-柱管樁開(kāi)孔方式、管樁側(cè)壁開(kāi)孔所產(chǎn)生的應(yīng)力集中系數(shù)大小和分布范圍、樁身極限承載力折減規(guī)律等關(guān)鍵問(wèn)題，采用模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，研究單向、雙向和星狀開(kāi)孔在樁身受力時(shí)，樁身應(yīng)力集中系數(shù)分布規(guī)律和極限承載力折減情況，為有孔錐-柱管樁技術(shù)的應(yīng)用推廣提供試驗(yàn)基礎(chǔ)。主要研究成果如下：
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3、1）有孔錐-柱管樁應(yīng)力集中系數(shù)試驗(yàn)表明：在三種開(kāi)孔方式中，星狀樁型應(yīng)力集中系數(shù)分布范圍最小，樁身受力均勻。孔徑為5mm的各樁型應(yīng)力集中系數(shù)普遍低于孔徑為6mm各樁型，應(yīng)力集中系數(shù)的大小主要影響因數(shù)是孔徑直徑，錐度對(duì)應(yīng)力集中系數(shù)分布范圍和系數(shù)值影響不明顯。所有樁型中孔徑為5mm的星狀樁型受力性能最佳。
　?。?）樁身極限承載力試驗(yàn)表明：三種開(kāi)孔方式極限承載力性能星狀樁型最優(yōu)?？讖綖?mm的各樁型極限承載力折減情況明顯低于孔徑為6mm

4、的各樁型，開(kāi)孔孔徑越大樁身極限承載力折減越嚴(yán)重；有孔錐-柱管樁極限承載力性能最好的是開(kāi)5mm孔徑錐度為1/80的星狀樁型。
　?。?）樁身應(yīng)力集中系數(shù)數(shù)值模擬研究表明：有孔錐-柱管樁柱形段應(yīng)力集中系數(shù)值要高于錐形段；其樁身錐度的變化對(duì)其應(yīng)力集中系數(shù)影響不大；孔徑的大小是影響應(yīng)力集中系數(shù)大小的主要因素，應(yīng)力集中系數(shù)的分布范圍受開(kāi)孔方式的影響。在三中開(kāi)孔方式中，星狀有孔錐-柱管樁的應(yīng)力集中系數(shù)分布范圍最集中。開(kāi)孔孔徑越小其應(yīng)力集中系數(shù)