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大直径桩承载性状理论分析

作　者: 朱骏
导　师: 陈国兴；黄广龙
学　校: 南京工业大学
专　业: 岩土工程
关键词: 大直径桩单桩承载力荷载传递函数静载荷试验数值模拟
分类号: TU473.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

超高层、大跨度建筑的发展要求提高基础的承载力，为大直径桩的应用与研究提供了契机。大直径桩可以显著提高单桩承载力，在设计中的使用也比较灵活。通过理论分析研究新的确定大直单桩竖向承载力的计算方法以指导工程实践，具有非常重要的实际意义。本文分析了大直径桩的工作性能及单桩的荷载传递机理，讨论了影响单桩荷载传递性状的因素，总结了目前一些学者提出的桩身及桩端荷载传递函数方法。通过大直径桩的现场静载荷试验，得到了大直径单桩完整的荷载-沉降关系曲线及桩的极限承载力，对试验结果进行了理论分析，并将实测资料与本文理论方法计算结果进行了对比。以桩的荷载传递函数的双曲线模型为基础，考虑桩-土共同作用，本文建立桩的荷载-沉降关系微分方程及数值分析迭代模型，编制了成层地基情况的电算程序，对模型中的参数进行了分析讨论，给出了参数的计算方法及取值条件并与实测数据进行对比，证明该方法对大直径桩承载力计算的可行性。详细介绍了三参数荷载传递函数方程的推导过程，编制相应电算程序。讨论了该方法中各参数的取值范围。结合工程实例采用三参数荷载传递模型计算了均质地基和成层地基条件下桩的荷载-沉降曲线，且与实测结果符合较好，证明了三参数模型法对大直径单桩承载力计算的适用性及本文建议的参数经验值的有效性。 Randolph模型采用线弹性的应力应变关系，假定桩周土为弹性介质，直接采用线弹性模型的计算结果与试验结果差别很大。本文对该模型中的参数进行了讨论和分析，并引入模量修正系数对不同荷载水平下弹性土的剪切模量进行修正，对大直径摩擦端承桩和嵌岩桩两种情况计算分析，结果表明两种情况下的计算结果与实测结果符合较好。双曲线模型、三参数模型及Randolph模型三种理论方法的分析结果与实测结果的对比表明只要合理确定计算参数，这三种方法求得的大直径单桩承载力是可信的。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章绪论  9-17
  1.1 桩基础的历史与发展  9
  1.2 国内外大直径桩竖向承载力研究现状  9-15
    1.2.1 影响桩基础竖向承载力的因素  9-10
    1.2.2 大直径桩承载力确定方法  10-15
  1.3 本文的研究目的和内容  15-17
    1.3.1 课题研究的目的与意义  15
    1.3.2 本文主要研究内容  15-17
第二章静载荷作用下大直径单桩荷载传递理论分析  17-25
  2.1 引言  17
  2.2 大直径桩的工作性状  17-18
    2.2.1 大直径桩的荷载传递  17
    2.2.2 大直径桩的受力特点  17-18
  2.3 桩的荷载传递机理  18-20
    2.3.1 桩、土体系的荷载传递  18-19
    2.3.2 影响荷载传递性状的因素  19
    2.3.3 荷载传递分析方法  19-20
  2.4 单桩荷载传递方法分类  20-24
    2.4.1 解析法  21-23
    2.4.2 位移协调法  23-24
    2.4.3 荷载传递法总结  24
  2.5 本章小结  24-25
第三章大直径单桩静载荷试验研究  25-33
  3.1 引言  25
  3.2 试验概述  25-27
    3.2.1 研究任务  25
    3.2.2 场地工程地质条件  25-27
  3.3 试桩方案  27-29
    3.3.1 试桩参数  27-28
    3.3.2 试桩仪器、原理及方法  28-29
  3.4 试验结果及理论分析  29-32
    3.4.1 试桩结果  29-31
    3.4.2 试桩施工技术讨论  31-32
  3.5 本章小结  32-33
第四章大直径桩单桩荷载-沉降关系的双曲线传递函数模型  33-47
  4.1 引言  33
  4.2 桩身荷载传递微分方程及迭代模型的建立  33-35
  4.3 考虑成层地基的双曲线模型  35-45
    4.3.1 算法及程序编制  35-36
    4.3.2 程序流程图  36-38
    4.3.3 有关参数的理论计算及讨论  38-43
    4.3.4 工程实例对比分析  43-45
  4.4 本章小结  45-47
第五章大直径桩单桩荷载-沉降关系的三参数传递函数模型  47-65
  5.1 引言  47
  5.2 传递函数推导  47-49
  5.3 均质地基情况下三参数传递函数法的算法及程序编制  49-59
    5.3.1 模型建立  49-51
    5.3.2 程序流程图  51-52
    5.3.3 均质地基情况下传递函数法的参数研究  52-58
    5.3.4 工程实例  58-59
  5.4 成层地基情况下传递函数法的算法及程序编制  59-64
    5.4.1 模型及算法  59-61
    5.4.2 工程实例对比分析  61-64
  5.5 本章小结  64-65
第六章大直径桩单桩荷载-沉降关系的Randolph传递函数模型  65-79
  6.1 引言  65
  6.2 模型介绍  65-70
    6.2.1 理论基础  65-68
    6.2.2 主要参数讨论  68-69
    6.2.3 多层地基模型  69-70
  6.3 模型修正  70-77
    6.3.1 大直径摩擦端承桩  71-74
    6.3.2 大直径嵌岩桩  74-77
  6.4 本章小结  77-79
第七章总结与展望  79-82
  7.1 总结  79-81
    7.1.1 三种理论方法的比较与讨论  79-80
    7.1.2 本文主要成果  80-81
  7.2 存在的主要问题与展望  81-82
参考文献  82-86
攻读硕士学位期间发表和完成的学术论文  86-87
致谢  87

大直径桩承载性状理论分析

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