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现浇混凝土薄壁管桩水平受力特性试验研究与分析

马志涛  
【摘要】: 大直径现浇混凝土薄壁管桩(简称PCC桩)是河海大学岩土工程科学研究所研制的一种新型桩基技术,该桩型具有造价低、施工速度快、操作简单等特点,目前已经在江苏、上海、浙江等地得到推广使用,取得较好的效果。但作为一种新桩型,PCC桩理论研究还落后于实践,且现有的理论研究主要集中在桩的竖向承载性方面,关于桩水平受力特性方面的研究还很少,这在一定程度上限制了该桩的进一步推广使用,因此,对PCC的水平受力特性进行研究是非常必要的。此外,就桩基水平承载性研究本身而言,由于问题的复杂性,现有的理论也存在许多不足之处,也有待于进一步完善。 基于上述存在的问题,本文主要从试验研究和理论分析两个方面对PCC桩的水平受力特性进行研究。本文主要研究内容如下: 1)回顾总结了国内外有关桩基水平承载特性方面的研究现状,对现有主要理论方法进行比较,分析了他们的优缺点,提出本文研究的目的和意义; 2)根据PCC桩的成桩特点,在均质砂土中,开展了PCC桩室内模型试验,探讨分析了PCC桩桩身水平位移、桩身弯矩以及桩前土抗力分布等水平受力特性,定性地分析桩径、桩长以及分层土体对受力特性的影响; 3)基于杭千高速公路软基处理工程,对PCC桩进行现场试验研究,分析了原型桩的水平承载性,对单桩的极限承载力、不同加载方式的影响进行分析; 4)考虑土体的弹塑性变形性质以及桩土作用的非线性特性,建立一个静荷载下水平承载桩的弹塑性简化分析方法,并利用格利塞有限差分法进行数值解答,通过与试验结果、数值计算以及传统弹性m法进行比较,证明了该法的合理性。 5)利用上述弹塑性方法对影响PCC桩水平受力特性的桩体结构、桩周土体特性等主要影响因素进行分析,探讨了各因素对PCC桩水平受力特性影响大小及规律。 6)通过模型试验和理论计算,对相同条件下,具有相同截面积的PCC桩、实心圆桩和实心方桩的水平受力特性进行比较,分析了PCC桩抗水平变形的优越性。


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