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装配式透水薄壁锥形桩承载力分析

作　者: 黄兴
导　师: 王国体
学　校: 合肥工业大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 装配式透水薄壁锥形桩有限元锥角榫体
分类号: TU473.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 5次
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内容摘要

随着时代和经济的进步，道路、桥梁等工程也在蓬勃发展，他们在发展的过程中关键的技术之一就是地基处理，而作为地基处理的一种方式桩处理地基也发展的非常快，各式各样的桩不断的出现以及被运用，其中装配式透水薄壁锥形桩就是出现的一种新型的桩，它是由王国体教授和王轶昕教师在2010年申请的实用新型专利。装配式透水薄壁锥形桩的结构式由桩帽、桩身以及桩头组成的，桩身又由锥型管体和榫体组成，榫体的作用就是把若干个锥型管体连接起来组成锥形状，所以榫体起着连接的作用，锥型管体是变截面的，可以有不同的锥角，并且里面是空心的，锥型管体表面有很多的透水孔，透水孔的作用就是透水可以使桩土更好的连接工作。装配式透水薄壁锥形桩按照制作工艺是属于预制桩，按照承载性质属于摩擦桩，由于是刚出来的新型桩型，所以暂时没有多少关于这方面的研究。本文是通过理论方法对装配式透水薄壁锥形桩进行探索研究，装配式透水薄壁锥形桩的关键技术就是锥角的影响和榫体结构的选取，本文通过ansys软件分别对锥角和榫体进行模拟分析，在研究锥角的时候考虑要考虑到桩土的本构关系、单元选取以及屈服准这等等，研究不同的锥角对桩的水平承载力、竖向承载力以及偏心受压荷载等的影响，通过观看桩的沉降量有什么变化以及桩的应力变化进行判断。在对榫体研究时，考虑不同结构的榫体对桩的水平承载力和弯矩的影响，以及榫体的个数对水平承载力和弯矩的影响，查看桩的水平位移以及挠度等对榫体进行分析。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
致谢  8-14
第一章绪论  14-27
  1.1 桩的发展简史  14
  1.2 桩的分类  14-16
  1.3 承载力计算方法  16-23
    1.3.1 水平承载力计算方法  16-19
      1.3.1.1 静载试验获得单桩的水平承载力  17
      1.3.1.2 理论分析获得单桩水平承载力  17-19
    1.3.2 桩的竖向承载力计算  19-23
      1.3.2.1 单桩轴向荷载传递机理和特点  19-20
      1.3.2.2 桩的竖向承载力计算方法  20-23
  1.4 研究背景以内容  23-26
  1.5 本文的工作内容  26-27
第二章三维有限元数值模拟相关理论  27-33
  2.1 有限元相关理论  27-29
    2.1.1 有限元概念及思想  27
    2.1.2 有限元分析问题的基本步骤  27-28
    2.1.3 ANSYS 软件  28-29
  2.2 土体和钢筋混凝土桩的本构模型在 ansys 中的选择  29-31
  2.3 实体单元选取  31-32
  2.4 非线性求解  32-33
第三章锥角对装配式透水薄壁锥形桩的影响 ANSYS 分析  33-45
  3.1 ANSYS 分析模型尺寸的选取  33
  3.2 ANSYS 边界条件确定  33-34
  3.3 接触单元的确定  34
  3.4 ansys 网格划分的确定  34-36
  3.5 ANSYS 中荷载的加载方式  36
  3.6 锥角在竖向荷载下的有限元结果分析  36-40
    3.6.1 沉降量结果分析  36-37
    3.6.2 桩的应力结果分析  37-38
    3.6.3 土体的应力结果分析  38-40
  3.7 锥角在水平荷载下的有限元结果分析  40-43
    3.7.1 桩的位移分析  40-42
    3.7.2 桩的弯矩分析  42-43
  3.8 本章小结  43-45
第四章榫体对装配式透水薄壁锥形桩的影响 ANSYS 分析  45-60
  4.1 榫体分析  45
  4.2 榫体 ANSYS 分析模型以及参数选取  45-48
    4.2.1 钢筋的参数选取  45-46
    4.2.2 混凝土的参数选取  46-47
    4.2.3 榫体参数选取  47-48
  4.3 边界条件以及接触单元的确定  48-49
  4.4 网格划分以及荷载加载方式确定  49
  4.5 榫体对桩的水平荷载的影响结果分析  49-54
    4.5.1 桩的顶端为自由端  49-52
    4.5.2 桩的顶端作为固定端  52-54
  4.6 榫体参数变化对桩的水平承载力影响结果分析  54-58
    4.6.1 榫接长度对桩的水平荷载的影响结果分析  54-55
    4.6.2 榫体密度对桩的水平荷载的影响结果分析  55-56
    4.6.3 榫体泊松比对桩的水平荷载的影响结果分析  56-57
    4.6.4 榫体弹性模量对桩的水平荷载的影响结果分析  57-58
  4.7 本章小结  58-60
第五章结论与不足  60-62
  5.1 结论  60
  5.2 不足  60-62
参考文献  62-64
攻读硕士学位期间发表的论文  64-65

装配式透水薄壁锥形桩承载力分析

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