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管桩桩底注浆前后桩土应力应变特性研究

作　者: 宋志慧
导　师: 牛志荣
学　校: 太原理工大学
专　业: 岩土工程
关键词: 管桩桩底注浆模型试验 ANSYS分析
分类号: TU473.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

预应力混凝土管桩是近年来出现的一种新桩型。由于该桩型在地基加固、施工工期、工程造价及环保等方面与传统地基处理方法相比具有较大的优越性，因此在工程中得到了广泛应用。然而由于地层和桩身缺陷的事情常有发生，利用后注浆技术进行提高承载力和桩身补强的实例时有发生，但是预应力混凝土管桩注浆后的应力应变特性研究很少，设计理论的滞后制约了该新技术的推广。本文在前人工作的基础上，通过室内模拟试验和数值分析对管桩桩底注浆后桩土的应力应变特性进行了研究，本文的主要工作有以下内容：首先，介绍了预应力混凝土管桩的优点、缺陷、适宜地层、我国预应力混凝土管桩的发展特点及国内外对管桩的研究进展，结合以上内容作者提出了本文的主要工作。其次，结合前人做出的成果，作者通过室内在砂土中的一系列模型试验，得出以下结果：1、管桩(表示桩底为不注浆管桩)与注浆管桩(桩底注浆管桩)的桩身轴力沿深度方向逐步衰减，呈“倒三角形”分布，桩身轴力上部大于下部。注浆后的管桩轴力衰减速度大于不注浆管桩轴力衰减速度，这是由于桩底注浆后桩端头扩大后桩侧摩阻力增大的原因。2、管桩与注浆管桩角桩、边桩、中心桩的桩项反力的比值分别为1.28∶1.13∶1和1.38∶1.16∶1，从而计算得到注浆管桩的角桩、边桩、中心桩的桩顶反力比管桩的桩项反力分别增大了25％、19％、16％。这说明注浆后管桩应力重分布使得桩顶反力增大。3、管桩与注浆管桩不同位置的单桩侧摩阻力发挥程度，依次为角桩最好，边桩次之，中心桩最差；角桩、边桩、中心桩注浆后桩侧阻力峰值比管桩的侧阻力峰值分别提高了8％，9％，10％，注浆后桩侧阻力有所提高。4、注浆后角桩、边桩、中心桩桩端阻力分别是管桩端阻力的2.35倍、2.18倍、1.90倍，说明桩底注浆后端阻力明显提高。5、在承台面积不变的条件下，管桩桩顶土压力峰值为138kPa，注浆后管桩桩项的土压力峰值为164kPa，后者为前者的1.19倍。可见，注浆后桩顶反力峰值较不注浆的呈增大趋势，而土反力沿桩身高度呈递减趋势，即随着桩身深度的增大，土反力逐渐减小。6、管桩与注浆管桩的荷载-沉降关系对比曲线表明桩底注浆后桩基的沉降得到了改善，而且注浆后管桩的极限承载力为48KN，管桩的极限承载力为40KN。注浆后管桩的承载力提高了20％，从而可知桩底注浆对桩基的承载力提高有明显的效果。最后，利用ANSYS有限元软件建立分析模型，主要针对桩身应力应变和荷载—沉降关系进行了分析，揭示了管桩桩底注浆后桩土应力应变特性。

管桩桩底注浆前后桩土应力应变特性研究

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