變截面混凝土預(yù)制管樁沉樁效應(yīng)對(duì)比研究

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1、分類號(hào)密級(jí)變截面混凝土預(yù)制管樁沉樁效應(yīng)對(duì)比研究研究生姓名:羅善煌指導(dǎo)教師姓名、職稱:楊慶光副教授學(xué)科專業(yè):巖土工程研究方向:地基處理技術(shù)湖南工業(yè)大學(xué)二〇一四年六月八日萬(wàn)方數(shù)據(jù)萬(wàn)方數(shù)據(jù)萬(wàn)方數(shù)據(jù)摘要混凝土預(yù)制管樁作為一種施工簡(jiǎn)單,技術(shù)可靠,造價(jià)低廉的預(yù)制樁型,工程中被廣泛應(yīng)用。目前為止,土木工程中的混凝土預(yù)制管樁均為等截面管樁,與之相配套的施工工藝和設(shè)計(jì)計(jì)算理論也都是基于等截面管樁基礎(chǔ)上得出的。由于等截面管樁在樁身受力特點(diǎn)和混凝土材料的應(yīng)用上均存在著較多不合理的地方,因而本課題在考慮上述因素的基礎(chǔ)上提出了變截面預(yù)制混凝土管樁這種新型管樁。為了了解變截面管樁的沉樁性狀,促進(jìn)變截面管樁的工程

2、應(yīng)用,本課題通過室內(nèi)對(duì)比試驗(yàn)、理論推導(dǎo)和數(shù)值計(jì)算相結(jié)合的辦法,對(duì)其沉樁效應(yīng)開展了一些研究:首先,本文通過對(duì)前人研究該管樁得到的研究成果的總結(jié)與分析,提出研究本課題所用的方法及研究?jī)?nèi)容。其次,對(duì)變截面管樁與等截面管樁進(jìn)行室內(nèi)模型沉樁對(duì)比試驗(yàn),得到其沉樁貫入阻力與樁入土深度的關(guān)系。樁周圍土體的隆起量曲線圖及徑向位移曲線圖,對(duì)其進(jìn)行對(duì)比分析,總結(jié)變截面管樁與等截面管樁的不同之處。再次,采用基于圓孔擴(kuò)張理論與Vesic理論來(lái)分析變截面管樁沉樁效應(yīng)問題,并得到了變截面管樁沉樁貫入阻力、沉樁端阻力以及土體水平位移的理論推導(dǎo)計(jì)算公式,并用試驗(yàn)數(shù)據(jù)與推導(dǎo)公式計(jì)算值對(duì)比分析,驗(yàn)證推導(dǎo)計(jì)算公式的正確性,

3、從而完善了變截面管樁的設(shè)計(jì)理論。3D最后,采用Flac有限元軟件進(jìn)行管樁沉樁效應(yīng)數(shù)值模擬,在模擬過程中考慮了本構(gòu)模型以及大變形的問題,采用等位移的貫入方法進(jìn)行模擬,得到的結(jié)果與室內(nèi)模型試驗(yàn)是基本相吻合的,驗(yàn)證了試驗(yàn)的可行性。本文的研究發(fā)現(xiàn)變截面管樁在沉樁擠土效應(yīng)較等截面管樁更小,而單位體積沉樁貫入阻力更大,對(duì)變截面管樁的設(shè)計(jì)和施工奠定了理論和試驗(yàn)基礎(chǔ)。關(guān)鍵字:預(yù)制混凝土管樁,沉樁擠土效應(yīng),對(duì)比試驗(yàn),貫入阻力,樁周隆起量,徑向位移,數(shù)值模擬I萬(wàn)方數(shù)據(jù)AbstractPrecastconcretepipepileasakindofsimpleconstruction,reliablete

4、chnology,lowcostofprecastpiletype,widelyusedinengineering.Sofar,theprefabricatedconcretepipepileareallinthecivilengineeringsectionpipepile,andtheconstructiontechnologyanddesigncalculationofmatchingbasedonthetheoryarealsobasedoncrosssection,suchaspipepile.Duetouniformthepipepileinpilebodystresso

5、nthecharacteristicsandtheapplicationofconcretematerialaretherearemanyunreasonableplaces,sothistopiconthebasisofconsideringtheabovefactorsputforwardthenewpipepilecross-sectionofprecastconcretepile.Inordertounderstandthevariablecross-sectionpiledrivingcharacterofpipepile,promotetheengineeringappl

6、icationofthevariablecrosssectionpile,thistopicthroughtheindoorexperiment,combiningtheoreticalderivationandnumericalcalculationmethod,Piledrivingeffecthascarriedoutsomeresearchonits:firstofall,thisarticlethroughtotheresearchachievementsofpredecessors'researchthatthepipepileisthesummaryandanalysi

7、softheproposedmethodusedinthestudyofthistopicandresearchcontent.Secondly,thevariablecross-sectionpileandthecrosssectionofpipepilesuchasindoormodelpiletest,getthepilepenetrationresistanceandtherelationshipbetweenpilecapacity.Amount

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