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《东北大学》 2006年
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新型预制螺旋桩受力特性数值分析研究

贾志杰  
【摘要】:随着经济建设的发展,各类建筑拔地而起,造成了城市建筑密集、用地日益紧张的状态,因此,作为深基础之一的桩基础也得到了越来越广泛的应用。19世纪末,随着混凝土材料科学的发展,混凝土桩基也有了较广泛的应用,到20世纪50年代,打入式和钻孔式桩基础的设计理论日渐成熟。 随着人类环保意识的增强,对居住和工作的环境提出了更加严格的要求,传统的桩基在居民建筑密集的区域进行施工时,有着噪音大、成桩质量不稳定等不利因素。为解决这一弊端,中国冶金建设集团沈阳勘查研究总院和东北大学土木工程系提出了一种新型的桩基础——预制混凝土螺旋桩,它是通过扭矩将其旋入土中,有着施工方便、成桩质量稳定、低噪音等优点。 本文利用大型计算软件ANSYS对预制螺旋桩在复合受力情况下桩体应力、单桩承载力和沉降关系、动力头截面形式等方面进行力学仿真分析、几何参数影响分析。主要内容包括:对预制螺旋桩和传统圆形桩在沉降方面进行了对比,对螺旋桩在施工时的扭矩、竖向力和土体的摩阻力共同作用下桩体的复合受力形态进行了数值模拟,分析了各种桩型参数对桩体受力性能及承载能力的影响。计算结果表明,螺旋桩在承载力和沉降方面较传统圆形桩有着很大的优势,施工时桩头处存在明显的应力集中现象。对四棱柱和八棱柱两种动力头型式在桩头产生的主应力作了对比,并对桩头处加端板和加钢板套箍两种方案作了分析比较,说明了八棱柱动力头能够减小应力集中,端板和钢板套箍可以对混凝土起到保护作用。所得的计算结果和有关结论、建议为该种新型桩基的设计提供了参考依据。
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TU473.1

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