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混凝土离析对灌注桩竖向承载性状影响的数值分析与试验研究

王延昭  
【摘要】:本课题属于国家自然科学基金项目“含缺陷桩的灌注桩基础竖向承载性状研究”(项目编号:50978182)的一部分。 含混凝土离析缺陷的桩基工程屡见不鲜,目前对其进行的研究主要集中在混凝土离析的成因、检测、防治等方面,对此种缺陷承载性状和机理方面的研究非常少。基于此背景,本文对含混凝土离析缺陷的单桩竖向承载性状进行了系统的研究,主要从数值分析和室内模型试验两个方面系统分析了混凝土离析缺陷的程度、位置及长度对单桩竖向承载性状的影响。 数值分析方面:本文利用自行开发的FEAPPF-3D程序和ABAQUS软件开发了两种不同的数值模拟方法。程序中离析桩段采用Duncan-Chang模型并经过深度修正,材料参数结合碎石土和水泥土综合确定;ABAQUS中离析桩段采用修正的混凝土塑性损伤模型,模型参数结合C30混凝土和灌注砂浆材性试验综合确定。主要讨论了混凝土离析缺陷对单桩荷载沉降曲线、桩侧摩阻力、桩身轴力、桩端阻力、桩侧土体附加应力的影响规律,通过两者的对比分析得出了一些对实际工程有参考价值的结论。 模型试验方面:本文对砂土、粉土、砂浆进行了相关材性试验,在此基础上模拟了砂土地基上含混凝土离析缺陷的灌注单桩和正常单桩的竖向承载性状。桩体采用现浇砂浆模拟,主要分析了相同高度的离析桩段位于不同位置时对单桩荷载沉降曲线的影响规律;并观察了存在此种缺陷时出现的相关试验现象。


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