嵌岩大直径现浇桩试验研究

嵌岩大直径现浇桩试验研究

一、Experimental Research on Large Diameter Cast-in-Place Piles Embedded in Rock(论文文献综述)

刘伟煌[1](2021)在《基坑开挖下单排悬臂倾斜长短组合桩模型试验与数值模拟》文中研究说明将基坑工程中常见的悬臂排桩支护中的单排桩倾斜一定的角度,得到倾斜桩这种支护结构类型,不仅提高其承受水平荷载的能力,同时抑制桩身变形及支护结构的侧向位移。另外,基坑开挖面以下,距离桩底部分,其承受弯矩较小,如果按照桩长相等的方式布置排桩,往往使得材料浪费,支护结构的潜力发挥不充分。本文首先对倾斜桩的施工方法,现场试验与室内模型试验,竖向与水平向承载特性等方面的研究现状进行了调研,基于此,设计了结合倾斜桩与长短桩的各自特点而形成倾斜长短组合桩,并对其工作性状、支护能力进行相关研究。具体包括以下几个方面:(1)基于倾斜长短组合桩支护形式,设计了一长一短和一长两短倾斜组合桩的工况,而后制定具体试验方案并通过材料力学中梁的挠曲线近似微分方程确定试验相似比。控制长桩倾角分别为0°、10°、20°;短桩由于桩长相对较短,故始终保持竖直。采集了试验过程中一长一短、一长两短、等长直桩等桩型的冠梁侧向位移,地表沉降,桩身弯矩等数据,整理分析后,结果表明:(1)倾角增大使得支护能力增强,提高了基坑极限开挖深度,支护结构性能大幅度提升,抗倾覆能力增强;(2)倾角增大后,桩身最大弯矩随之减小,斜桩与直桩在开挖面以上有小幅度减小,开挖面以下则减小较多。(3)对于等长直桩而言,减小用桩量会使得开挖面附近的桩身弯矩增长;对于长短桩而言,提高短桩的占比,使得长桩和短桩在开挖面上、下,桩身承受更大的弯矩;等长桩设置为长短桩后,基坑开挖面以上,长桩与短桩弯矩最大弯矩均有所增加,而在开挖面以下,长桩最大弯矩增加,短桩最大弯矩减小。(4)倾斜长短组合桩可以看作是受水平力的刚架,斜桩相当于对基坑放坡处理,有助于控制了土体变形,且其轴力在水平方向的分量不仅限制桩身深层水平位移,而且增大桩侧摩阻力,更好地控制土体变形。(2)基于模型试验,通过数值手段进一步研究在斜桩、直桩的总桩长一定的条件下,改变两者桩长对支护效果的影响。在保持倾角为10°、20°的条件下,具体设计了:斜桩桩长大于直桩桩长的工况;斜桩、直桩桩长相等的工况。研究结果表明:(1)倾角增大,提高了基坑极限开挖深度;不同桩长分配之间的支护效果差异随着开挖深度的增加而增加;当总桩长以及倾角相同时,倾斜长短组合桩对控制土体与支护结构变形方面,是要明显优于等长倾斜组合桩的。(2)在总桩长一定且直桩满足一定嵌入深度时,倾角存在一个临界值,当倾角小于临界值时,最佳桩长分配受倾角大小的影响,而当倾角大于临界值时,斜桩越长,支护效果越好。(3)倾斜长短组合桩和等长倾斜组合桩在基坑开挖面上、下,弯矩变化规律有所不同。(3)以实际基坑工程为背景,依托现场监测结果,通过数值手段建立原支护形式与倾斜长短组合桩支护形式的3D模型,并进行对比分析。结果表明:对于本工程来说,在倾斜长短组合桩的总桩长小于原支护形式,但其支护效果仍不弱于原先桩锚式支护。

谢一凡[2](2021)在《软岩嵌岩桩承载力特性研究 ——以广州某建筑地基为例》文中进行了进一步梳理沉积作用形成的岩石中,于其浅部工程使用段常常会出现软硬互层,即地基岩层呈现软、硬相间的情形,导致软质岩层中嵌岩桩的承载力计算难以得到准确结果。本文主要以广州某超高层建筑的软岩嵌岩桩基础为例,通过对嵌岩桩承载机理研究,分析了规范推荐的承载力计算结果,采用有限单元数值模拟分析等,对软岩嵌岩桩的承载力特性进行了深入的研究,取得了一些有益的启示。主要的研究成果如下:(1)通过分析嵌岩桩在软质岩层中作用机理和荷载传递特性,发现嵌岩桩在软质岩层中桩端和桩侧阻力共同发挥作用时效果最好,随着嵌岩深度的增加,在嵌岩比rh/D大于5时,桩端阻力基本失去其作用。(2)采用规范推荐的公式对案例工程中的嵌岩桩进行单桩极限承载力、桩端阻力、桩侧摩擦力、容许应力等方面的设计计算,并通过现场大量的静载实验获取的Q-s曲线进行了验证。结果显示,当桩身穿过软硬互层时,单桩承载力由桩经过的岩土层(即桩周岩土)性质确定逐渐转变为由桩自身的条件控制,设计的桩端持力层岩石强度设计值在25MPa以下比较合适,当地基岩石强度出现变化时,可以通过调整嵌岩深度来满足单桩承载力的设计要求,由强度等效公式简单换算;使用地基规范算出的特征值是桩基规范的1.2倍。(3)嵌岩桩桩-岩荷载传递控制微分方程表明,一部桩体内压应力σ(z)分转换成桩-岩之间的剪应力τ(z),桩侧岩土以-τ(z)或qs(z)的应力场形式于水平方向扩散至周边岩土层中,桩体内压应力沿桩身以递减后,余力向下传递,直至削减为零,当其余力传至桩底持力层扩散于桩底以下3D深度范围之中。(4)运用MIDAS软件建立了简化的嵌岩桩计算模型,利用模型对不同尺寸的嵌岩进行了桩身轴力、应力和沉降变形的计算,并与现场监测值进行了比较。结果表明,在软岩中桩身顶部以下2D深度内轴力与桩柱受力性质相似,应力主要集中于桩体内,未向桩周岩土扩散;随着桩入土长度增加,桩身内轴力呈非线性速减,以应力场的形式向桩周边岩土层快速扩散,达到桩下部1D范围内桩身轴力可减弱至桩顶荷载的8%左右。不同直径的桩身轴力则随深度变化呈现聚拢的一致性,而桩内应力则于桩顶段呈发散型,至桩底收敛。(5)通过对不同尺寸桩的嵌岩比计算、实测以及MIDAS软件的综合分析,可得出嵌岩比rh/D=1~3比较合适,本案例中的软岩嵌岩比在1.6左右为最佳。

周明中[3](2020)在《一种新型根式桩及其竖向承载特性数值分析》文中研究指明随着城市超高建筑的增多,工程上对于桩基础的承载能力提出了新的要求。鉴于普通等截面桩的承载力太低,本文提出了一种新型根式桩,相较于普通等截面桩具有承载力高,沉降位移小的优点。为研究该根式桩的竖向极限承载力、竖向位移、桩侧摩阻力及荷载传递规律,运用FLAC3D对其进行数值模拟分析。(1)新型根式桩是通过液压千斤顶带动压块,在桩孔壁径向从下向上依次挤压出空腔,经清孔、下放钢筋笼、灌注混凝土,即形成多层根层。该桩与现有普通桩的区别主要在于:桩身外侧均匀分布着放射状根层。该成腔装置适用于直径0.6m以上的钻孔,根的深入度不大于0.5倍钻孔直径。(2)为分析根式桩在竖向荷载作用下的承载力,通过分析桩土系统的荷载传递特性,并假定根式桩为线弹性体,得到承载力估算公式。(3)运用FLAC3D数值分析软件,设计28组根式桩对比模型,对影响根式桩竖向极限承载力的主要因素:根层净间距t、根层根数目n、根深入度d、根层厚度h的取值进行模拟分析,对比各模型桩的极限承载力和竖向位移的变化情况,得到根式桩的最优根层净间距t为1.0D(D为桩径)、最优根层根数目n为6、最优根深入度d为0.5D、最优根层厚度h为0.375D。(4)将最优根层净间距t、根层根数目n、根深入度d、根层厚度h条件下的根式桩与等截面桩进行受力对比分析,在相同工况下,根式桩较等截面桩极限承载力提升了约166%;根式桩达到极限承载力时,位移仅为2.87mm,而此时等截面桩的位移已经达到了 53mm。(5)针对最优条件下的根式桩和等截面桩的荷载位移曲线、桩身轴力、桩侧摩阻力的变化规律进行了分析。分析发现:等截面桩的荷载-位移变化曲线发展迅速且存在突变点,根式桩的荷载-位移变化曲线则呈“缓降型”变化;等截面桩的桩身轴力呈线性变化,根式桩的桩身轴力则在根层处呈“断崖式”的突变;等截面桩的桩侧摩阻力存在极限值,桩身达到极限承载力之后,桩侧摩阻力不再增加,根式桩的桩侧摩阻力变化情况与等截面桩基本一致,不同的是在桩侧摩阻力达到极限值之后,根层端阻力能继续发挥作用,这也是根式桩承载性能更优于等截面桩的原因。图[53]表[10]参[60]

张福友[4](2020)在《岩溶地区布袋桩成桩与承载特性研究》文中指出随着我国基础建设高速发展,岩溶地区不断兴建公路、桥梁和码头等基础设施,钻孔灌注桩因其良好的场地适应性和较高的承载力广泛应用于上述基础设施的施工中。然而,现阶段普通钻孔灌注桩在具有连通溶洞的岩溶地基施工中存在混凝土流失、成桩质量不稳定等突出问题;同时,针对岩溶地区桩基的研究主要集中在溶洞顶板承载特性和稳定性分析等方面,对于新型桩基在岩溶地区的应用却鲜有研究,因此迫切需要研究一种适用于岩溶地质的新型桩基,旨在解决灌注桩在连通溶洞中浆液流失问题,并在保证成桩质量基础上提高桩基承载力。本文根据存在连通溶洞的岩溶地质的特点,提出了一种新型异形灌注桩-布袋桩,并对其成桩与承载特性进行试验和理论的综合性研究。首先,对岩溶地区既有桩基的研究方法作了扼要的总结,明确了布袋桩的研究思路。然后,设计开展了9组模型试验,研究布袋桩成桩可行性与影响因素,试验结果表明布袋桩能在成桩过程减少浆液流失,成桩成桩质量良好,同时得到枝状体长度与注浆压力和注浆液水灰比呈正相关的影响规律;并且基于圆薄膜大挠度理论,推导了可用于布袋桩桩型推演的枝状体长度计算公式,并与模型试验结果进行对比,验证了计算模型的合理性。其次,在布袋桩可成桩的基础上,开展了9组模型试验,通过模型布袋桩与模型等直径桩的对比,探究布袋桩承载特性,试验结果表明,布袋桩极限承载力是普通等直径桩1.5倍,其荷载传递规律亦存在明显差异;并且根据假设条件对布袋桩模型进行受力分析,提出布袋桩极限承载力和沉降计算模型,结合与模型试验对比的结果,分析表明计算值与试验值吻合良好,然后进一步分析布袋桩承载力影响因素,探讨和细化布袋桩在岩溶地区的适用范围。

徐江[5](2020)在《软岩嵌岩桩桩-岩界面力学行为及损伤演化过程研究》文中提出嵌岩桩作为一种特殊的桩基础,以其承载力高,群桩效应小、沉降收敛快等特点极大的满足了高层建筑、大跨度桥梁、港口、海洋石油钻井平台等建设项目对基础承载力的要求。近年来,越来越多的嵌岩桩基础被应用到几乎覆盖国计民生的各类大型基础设施建设中。嵌岩桩具有承载力大、试验耗费高且很难进行破坏性试验等特点,因而系统、完整的可供研究其承载机理的实测资料非常有限。这制约了人们对嵌岩桩桩—岩界面力学行为及岩石损伤破坏过程的全面认识。随着对嵌岩桩分析、设计及应用的不断深化,精细化研究桩—岩界面力学行为及损伤演化过程的必要性和迫切性不断凸显。本文基于三维高精度X-ray CT扫描平台、数字图像处理技术(Digital Image Processing,简称DIP)及颗粒流程序(PFC)对嵌入软岩的模型桩的承载过程进行了系统的实验、理论及数值模拟研究,旨在进一步完善决定软岩嵌岩桩宏观承载特性的内在力学行为及损伤演化过程的研究。论文的主要研究内容和成果如下:(1)基于高精度三维X-ray CT扫描平台及自主研发的嵌岩桩加载试验装置,对嵌入软岩的模型桩的承载过程进行多阶段扫描实验。运用数字图像处理技术对扫描图像进行重构、处理及分析,得到了三维空间内模型桩—岩界面粗糙体在滑移、剪切过程中的相互作用机理,桩端压缩区的发展过程和形态以及桩周岩石径向裂缝的发展过程。(2)采用Hoek-Brown强度准则和柱形孔扩张理论对滑移、剪切过程中桩周岩石的柱孔扩张问题进行弹—塑性分析,得到了孔壁法向应力增量的弹—塑性解答,并通过算例对其合理性进行了验证。之后,对影响孔壁法向应力增量弹—塑性解答的参数进行了敏感性分析,得到了主要和次要影响参数。(3)运用柱孔扩张过程中孔壁岩石应力场的弹—塑性解答得到了滑移、剪切过程中孔壁岩石的应力路径,在此基础上,结合模型实验结果得到了桩周岩石径向裂缝的形成和发展机理及孔壁岩石产生拉伸破坏的临界法向应力。(4)采用双线性剪切模型及受单边压力作用的无重力钝角楔体的滑移线场理论得到了桩—岩界面在滑移、剪切过程中剪切应力的计算方法。进一步,在引入孔壁法向应力增量弹—塑性计算方法和孔壁法向刚度折减的基础上提出了考虑法向刚度变化的桩—岩界面剪切应力计算方法。(5)基于实验所得桩端压缩区的发展过程及形态,采用Hoek-Brown强度准则及球形孔扩张理论对桩端承载机理进行理论研究,得到了桩端应力与球孔扩张极限压力的关系,提出了基于球孔扩张极限压力近似解答的嵌岩桩桩端极限承载力计算方法。(6)在运用颗粒流程序(PFC)重现模型实验的基础上,对桩侧和桩端岩石在模型桩位移增大过程中的细观损伤演化过程进行研究,得到了桩侧和桩端岩石颗粒的位移变化规律及微裂纹的主要产生模式。进一步,基于微裂纹统计得到了桩侧、桩端岩石的细观损伤—位移曲线及桩侧摩阻力、桩端阻力与岩石细观损伤速率的对应关系。(7)建立了多组不同粗糙尺度嵌岩桩的颗粒流数值模型,并通过数值计算对其承载及细观损伤特性进行了研究,得到了粗糙体尺度及倾角对模型桩承载特性及桩周岩石细观损伤的影响,并通过引入侧摩阻力、端阻力随位移变化的数据得到了不同粗糙尺度的桩侧摩阻力及端阻力与岩石细观损伤速率的对应关系。

董宏季[6](2019)在《海上风电大直径嵌岩桩承载特性研究》文中指出随着化石能源的大规模消耗,开发清洁可再生能源势在必行,海上风电的发展逐渐受到人们的广泛关注。单桩基础是一种广泛使用的海上风机基础形式,通过锤击法打入海床地基中,一般入泥深度40-60 m,依靠桩侧土压力维持稳定,桩顶与风机塔筒连接,整体结构收到风浪流的共同作用。我国东南沿海多为岩基海床,上覆软土层十几米至几十米不等,部分地区软土层提供的土抗力难以维持桩身稳定,因此有必要将桩基嵌入岩层处理。目前,国内外已建风机基础多位于软基海床,对于嵌岩桩设计经验较少,所以有必要对嵌岩桩的承载特性进行研究分析。本文主要研究内容和成果如下:以外径5 m,壁厚55 mm的桩基作为研究对象,进行1:100的小比尺模型试验设计。对实验边界效应的研究发现,底边界大于5倍桩径可忽略边界影响,侧边界在8倍桩径下的引起的实验误差在可接受范围内。对砂土中和嵌岩工况中不同埋深的桩进行水平加载实验,实验结果表明,同样埋深下,嵌入岩石的工况承载力更大,埋深越浅,效果越明显。实验结果与ABAQUS模拟结果吻合良好,砂土中的结果与原型基本吻合,验证了实验设计相似理论的正确性。嵌岩工况与模拟结果相差不大,表明ABAQUS适用于计算性质相差较大的分层土中的桩土作用。采用有限元软件ABAQUS计算福建某区域单桩基础在极限荷载状态下变形行为,通过桩身变形、弯矩、剪力分布进行对比分析。嵌岩深度接近2倍桩径,继续增加埋深,对桩承载特性无影响。岩石层的被动土压力对维持桩身稳定起主要作用,上覆软土层也起到一定作用。桩周灌浆后,承载力有一定提升。灌浆层在极限荷载状态下会产生三个破坏区域,灌浆料强度对承载力提升不大,增加灌浆料厚度能显着提高承载能力。

赵迪[7](2019)在《库岸砂泥岩填方区框架码头桩基受力特性模拟研究》文中进行了进一步梳理框码头结构由于在设计、施工、运行等方面存在的诸多优点,在内河港口码头建设中已被广泛采用。虽然其结构形式与传统的高桩码头有类似之处,但由于内河框架码头桩基工作环境面临后方岸坡陡、库水位变幅大以及后方陆域堆载作用等复杂问题,码头桩基与岸坡土体相互作用机理仍然需要进一步研究。为了探明框架码头桩基的受力特性,本文在工程调研、国内外相关研究进展查阅的基础上,针对库岸砂泥岩填方区框架码头桩基受力条件,研发了结构与地基相互作用模拟试验系统,设计了框架码头桩基受力特性的大型室内物理试验模型,并结合有限元数值仿真,分析了陆域堆载、库水位变化条件下框架码头桩基的受力特性及影响因素,提出了框架码头桩基受力特性计算方法,论文的主要工作及创新性成果如下:(1)设计了框架码头桩基受力特性的大型室内物理试验模型,研发了结构与地基相互作用模拟试验系统。以深厚填方框架码头为研究对象,根据典型框架码头结构及岸坡形式对试验模型进行简化处理,并针对地下水作用等复杂条件下的结构与地基相互作用问题,研发了一套结构与地基相互作用模拟试验系统,能够在不同位置施加不同大小的垂直、水平荷载,以及渗透水压力,可用于地基承载力、单桩和多桩竖向承载力、单桩和多桩水平承载力、挡墙土压力、土质边坡破坏、土体渗透变形等多类岩土工程试验研究。(2)通过陆域堆载作用下框架码头桩基受力特性模拟试验,获得了框架码头桩基的受力特征。初始水平侧向土应力桩后与静止土压力较吻合,桩前与主动土压力吻合较好,土压力盒可靠度较高。桩前后水平侧向应力、作用于桩基上的水平土压力、桩基的弯矩和轴力均随着陆域堆载值的增加而增加,距离堆载场越近,水平土压力作(3)通过水位变化条件下框架码头桩基受力特性模拟试验,查明了框架码头桩基的受力特征。水位变化引起桩前后土体水平应力的分布以呈三角形分布拉应力为主。作用于桩基的水平土压力呈抛物线型分布,最大值在1/2~2/3桩基填土厚度处。桩基弯矩在横向连系梁到基岩面间呈“S”型分布,弯矩值较小,水位变化可不作为内力计算中弯矩分析的控制工况。轴向合力呈三角形分布,在计算分析中不可忽略其影响。由于水位下降过程中岸坡土体内的水来不及渗出,并且其参数软化,土体内的应力及桩基内力均有减小但并不能恢复到水位上升前的相应值,仅为上升的1/2左右。(4)通过有限元数值模拟,探索了不同桩间距及不同排间距对框架码头桩基受力特性的影响。由于参数取值的影响,数值模拟所得桩前后土体水平应力、排架间土体水平应力、桩基的轴向合力、剪力、弯矩等与物理模型试验相比,均表现出数值略小,分布形态类似的规律。砂泥岩颗粒混合料采用饱水-疏干循环20次弱化后的抗剪强度进行数值模拟是偏安全的。桩间距的改变对排架内部受力分布形态的影响较大,排架间距不改变排架桩基的受力分布形态,但在8倍桩径范围内时会受到土拱效应的影响而使受力随着排架间距的增加而增加,超过该范围后排架间影响减弱。(5)从支挡结构土压力理论角度出发,提出了陆域堆载下框架码头桩基受荷计算方法。框架码头桩基为超静定结构,受填土传递而来的土压力后整体变形较小,模型试验及数值模拟均揭示出最靠近陆域堆载侧的桩基受力及内力值最大。根据这一特点,忽略框架码头桩基的变形影响,在产生土拱的排架间距范围内,从土压力理论角度出发,建立滑裂面土体极限平衡方程,推导了求解陆域堆载作用下最后方桩基的水平土压力和竖向土压力的方法,并将其按照理论分析及试验所得规律进行分布计算,通过计算值与试验值对比,验证了计算方法的可靠性。

杨柏[8](2019)在《风化砂岩层中抗拔短桩承载特性研究》文中指出随着我国西部地区基础建设大规模兴起,电力事业飞速发展,越来越多的输电线路在山区中走线。在工程实践中,规范方法已不能满足工程要求,对于输电线路“上土下岩”桩端嵌入基岩的桩基础抗拔承载力计算而言,其计算结果偏于保守,导致基础工程量偏大;或考虑嵌岩作用不合理,存在安全隐患。目前对于抗拔桩的研究主要是针对土层条件,为数不多的嵌岩抗拔桩研究也是基于特定条件下的现场试验,对于抗拔桩的设计计算主要是参考抗压桩的设计方法,引入抗拔系数,国内外的桩基标准中尚缺乏“上土下岩”嵌岩条件下桩基础的抗拔承载力设计方法。本论文依托国家电网项目昭化—广元牵引站220k V线路工程,进行了19根抗拔桩的现场破坏性真型试验和20根抗拔桩的离心模型试验,根据试验实测数据分析了嵌岩抗拔桩的承载特性,并分别提出了极限抗拔承载力的计算方法,研究了现场试验抗拔桩的荷载-位移曲线特征,分析了数学模型法、图解法和位移取值法用于确定风化砂岩中抗拔桩极限承载力的适用性。主要内容和结论如下:1.通过现场真型试验和离心模型试验对嵌岩抗拔短桩的破坏模式、桩身轴力分布、侧阻力分布、极限抗拔承载力影响因素等方面获得了清晰的认识。(1)离心模型试验发现等截面桩的岩土体破坏模式为圆柱形(静压入安装方法)和复合型(无干扰安装方法)两种,扩底桩的岩土体破坏模式皆为喇叭形。现场试验通过分析认为试桩与桩周岩土体发生相对滑移,桩周岩土体发生剪切或受压破坏。(2)桩身轴力的分布主要受岩土层性质和桩型的影响,岩层中桩身轴力衰减速率远高于上覆土层,扩大头部位的桩身轴力衰减速率高于等截面桩身段。极限荷载作用下,等截面桩桩身侧阻力峰值一般位于桩底以上1.0m范围内,扩底桩桩身侧阻力峰值则位于扩大头位置。离心模型试验中,等截面桩桩身侧阻力峰值点位于嵌入岩层1.0m范围内,扩底桩桩身侧阻力峰值点随着上拔荷载的增加从岩层表面不断下移,直至扩大头。在极限荷载下,等截面桩在岩层中桩身侧阻力整体上呈倒直角梯形,扩底桩呈直角梯形。(3)现场试验等截面桩的极限桩顶位移为桩径的1.3%~5.2%,平均值为3.0%(18.0~30.0mm),扩底桩的极限桩顶位移为桩径的0.6%~2.8%,平均值为1.9%(15.2mm);粉质黏土层、强风化砂岩层、中风化砂岩层极限相对位移分别为2.5~4.0mm、8~18mm和20~25mm。(4)现场试验和离心模型试验结果表明,等截面桩与扩底桩极限抗拔承载力随着嵌岩深度的增加呈近线性增大;等截面桩极限抗拔承载力随着桩径的增加呈近线性增大;扩底桩较之等截面桩,不仅显着提高了极限抗拔承载力,也大幅降低了极限桩顶位移;无干扰方法安装的试桩的极限抗拔承载力高于静压入安装方式或开挖回填安装方式。2.现场真型试验和离心模型试验的差异性使得试桩的破坏机理不同,得到了不同的岩土体破坏模式,本文基于两种试验的结果分别提出了极限抗拔承载力的计算方法。(1)基于离心模型试验的岩土体破坏模式提出假设模型,推导出了适用于完整岩石地层条件下等截面桩和扩底桩极限抗拔承载力的计算方法,等截面桩计算结果与离心模型试验结果相对误差为3.3%~8.4%,扩底桩计算结果与离心模型试验结果相对误差为0.5%~6.3%。(2)基于现场试验提出了计算风化砂岩层中等截面桩的圆柱形计算方法,该方法包含了桩侧阻力与桩身自重两个部分,等截面桩侧阻力两种取值方法的计算结果与试验值的平均误差分别为10.7%和20.3%,;提出了扩底桩分部计算方法,该方法包含了等截面桩身段侧阻力、扩大头锥形圆台侧面提供的抗力和桩身自重三个部分,扩底桩等截面段侧阻力两种取值方法的计算结果与试验值的平均误差分别为-0.6%和11.6%,说明本文提出的风化砂岩层中抗拔桩极限承载力计算方法较为合理。(3)基于现场试验等截面桩与扩底桩的承载和破坏机理,提出岩层中等截面桩身段极限侧阻力值与岩石抗剪切强度等效,或以岩石单轴抗压强度关系式fr=0.227?C0.5计算。风化砂岩层平均极限桩侧阻力与岩石单轴抗压强度?C呈幂函数关系,与?C0.5呈近线性关系。3.基于现场试验荷载-位移曲线,分别用数学模型法、图解法和位移取值法确定抗拔桩极限承载力,分析各方法对风化砂岩层中抗拔桩的适用性。(1)双曲线模型对风化砂岩层中等截面桩和扩底桩的上拔荷载-桩顶位移曲线拟合精度最高,等截面桩极限承载力预测值与实测值的比值在1.11~1.58之间,平均值为1.25,标准值为1.32;扩底桩极限承载力预测值与实测值的比值在1.16~1.45之间,平均值为1.27;或可以采用归一化荷载-位移曲线双曲线模型下限曲线函数计算风化砂岩层中抗拔桩的承载力。(2)双直线交点法取值结果为实测值的85.2%~98.5%,平均94.8%。(3)风化砂岩层中等截面抗拔短桩的极限位移量取25mm,扩底抗拔短桩的极限位移量取15~20mm。

张胤红[9](2019)在《粘土地层中阶梯型变截面桩横向承载特性试验研究》文中指出自阶梯型变截面桩被开发出以来,国内外学者和工程技术人员对其竖向承载机理、受力变形特性、变截面位置及变径比等做了大量理论、数值和试验方面的研究,并取得了丰硕的成果。但对于阶梯型变截面桩的横向承载机理及受力变形特性的研究相对较少,其理论、数值等研究成果较为分散,离形成一个系统并应用于实际尚远,尤其是在对阶梯型变截面桩受横向荷载的现场试验研究方面的成果更是乏陈可指。因此,对阶梯型变截面桩展开现场横向推力试验,研究阶梯型变截面桩在水平荷载下承载特性及其桩身变形特性,并对相关理论、数值和模型试验成果进行验证很有意义。研究的工作及成果如下:(1)设计了两根一级阶梯型变截面桩和两根等截面桩,并进行现场水平推力试验。对比了两种桩型的承载力、单位体积材料承载力和内力沿桩身分布规律及变形特性。根据试验结果,当桩顶截面和桩身长度相同时,虽然阶梯型变截面刚性短桩(变截面位置在大直径段占桩长的46.7%处,变径比为0.8)的单桩水平承载力要小于等截面刚性短桩,但阶梯型变截面桩的单位体积材料的承载力要优于等截面刚性短桩。桩身性质相同时,阶梯型变截面桩的弯矩沿桩身变化趋势与等截面桩基本一致,桩顶P-S曲线皆呈现出典型的非线性变化特征。(2)运用数值模拟手段对阶梯型变截面弹性长桩和刚性短桩的桩顶P-S曲线、桩身位移、弯矩沿桩身分布曲线进行分析。在水平荷载作用下,粘土地层中阶梯型变截面弹性长桩和阶梯型变截面刚性短桩的桩身位移、弯矩变化规律明显不同。阶梯型变截面刚性短桩的桩身位移曲线几乎为线性变化,而阶梯型变截面弹性长桩表现非线性变化特性。粘土地层中阶梯型变截面刚性短桩在变截面处弯矩变化与桩周土层性质和桩身截面性质息息相关,当变截面位置以上土层较好且变截面以下桩径减小时,桩身变截面以下弯矩将会产生急剧减小的变化趋势。(3)以桩径为800mm,桩长为12m的配筋率为0.65%的等截面灌注桩为基础,对其进行扩径改变其扩径段长度,分析了不同扩径比及扩径段长度的单桩水平承载力特征值和其单位体积材料的发挥情况。模拟结果表明,阶梯型变截面桩的水平承载力特征值随扩径比和扩径段占桩身长度比例增大而增大,但其增大速率会随着扩径段占桩身长度比例的增大而减小。在桩顶水平荷载达到水平承载力特征值时且扩径比一致的情况下,随着扩径段与桩身长度比值的增加,桩身的单位体积材料承载力逐渐减小。

吴声扬[10](2019)在《填芯大直径随钻跟管桩竖向抗压承载性能试验及数值分析研究》文中研究指明随着我国城市化进程的加快,高层建筑的数量也在急剧增长。传统桩基施工方法机械化程度低,污染大,受地层条件的影响大,为了满足高层建筑对地基基础承载力越来越高的要求,响应国家节能环保和建筑工业化的号召,预应力高强混凝土管桩将成为推广的重点。采用传统锤击法和静压法施工预应力管桩的过程中,在遇到坚硬地层和孤石时容易造成桩身的损坏,不利于结构承载,甚至导致桩身偏斜;在采用预钻孔桩法钻孔的过程中容易产生塌孔而影响管桩桩的打入。针对这些问题,大直径随钻跟管桩(Drlling with PHC pipe cased pile,简称DPC管桩)有效的克服了传统施工方法带来的不利影响。大直径随钻跟管桩施工步骤一体化程度高,钻孔的同时进行排土和沉桩,施工速度快,机械化程度高,符合国家节能减排的大势所趋。大直径随钻跟管桩工法作为一种新型管桩的施工方法,其竖向承载性能和荷载传递机理急需进一步阐明,确保其安全承载是将其逐渐向市场推广的重大前提。同时,大直径随钻跟管桩管腔中一般需要填入混凝土来进行封底和增加桩体的刚度,管腔体积较大,不同强度等级的混凝土价格差异大,在不同的地质条件和加载情况中填芯的长度,以及进行填芯采用的混凝土强度将直接影响到大直径随钻跟管桩的经济合理性。因此,在进行大直径随钻跟管桩竖向抗压承载性能研究的同时也需对使用不同强度混凝土填芯的必要性进行深入分析。本研究项目依托广州建筑科学研究院开展了填芯管桩室内抗压试验和现场静载试验较为完善的研究了填芯大直径随钻跟管桩的竖向承载性能,并结合数值分析性。得出的主要结论如下所示:1、一般情况下,大直径管桩桩身混凝土和填芯混凝土两者的强度等级差异较大,在计算填芯管桩的抗压承载力设计值时需考虑桩和填芯的变形协调机制,宜取填芯部分混凝土的轴心抗压强度设计值所对应的弹性应变值来计算桩身部分的竖向抗压承载力设计值,以此修正填芯管桩桩身抗压承载力设计值的计算公式,计算值普遍小于实测值,修正公式合理可靠。后进行有限元模拟分析,根据改变数值模型中填芯混凝土的强度等级,得到外径1000mm管桩管腔中填入C30C80混凝土后,填芯管桩桩身竖向抗压承载力特征值随着填芯混凝土强度等级的提高而增大。2、在广州建筑科学研究院使用大直径随钻跟管工法打入的两根试验桩中,其实测竖向极限承载力分别达到20571kN和15100kN。相比于同等地质条件下使用传统施工方法打入的预应力混凝土空心桩,单桩竖向极限承载力平均提高了40%以上,已经接近了在同等地层条件下后注浆灌注桩的单桩极限承载力标准值。在打入大直径随钻跟管桩前,可以使用《建筑桩基技术规范》中关于后注浆灌注桩单桩极限承载力的计算公式近似预估在相同地层中打入大直径随钻跟管桩的单桩竖向极限承载力。3、当管桩施工质量良好时,一般在桩身受压破坏之前,单桩就会因为沉降过大而失去利用价值。为了使工程设计经济合理并且充分利用填芯大直径随钻跟管桩本身的高额竖向承载力,可通过比较入土后管桩的单桩竖向极限承载力和桩身的抗压承载力特征值来确定填芯混凝土的强度等级。对于直径为1000 mm的大直径随钻跟管桩。(1)当预估单桩竖向极限承载力N≤10000 kN时,只需采用少量的C30混凝土封住桩底,无需设置通长填芯;(2)当10000 kN<N≤13000 kN时,可通长设置C30混凝土填芯,填芯分担一部分荷载后,填芯管桩结构处于弹性变形内,结构安全;(3)N>13000 kN时,可根据后文中不同单桩竖向极限承载力标准值下填芯部分宜采用的混凝土强度等级表来通长设置不同强度等级的混凝土填芯,使预估单桩竖向极限承载力小于填芯管桩的桩身抗压承载力特征值。4.桩侧注浆效果的好坏会很大程度的影响桩土界面的切向刚度,注浆效果越好,桩土界面的切向刚度则越大,单桩竖向极限承载力随着桩土界面切向刚度的增大而增大。当切向刚度较小时,桩容易出现“陡降型”破坏,随着切向刚度的增大,单桩破坏形式慢慢由“陡降型”变为“缓变型”,最终达到稳定状态。保证桩底混凝土沉渣层的良好质量对提高单桩竖向极限承载力的提升也有较大作用,本文试验桩在使用C40混凝土进行填芯时,良好的混凝土沉渣层可以使单桩竖向极限承载力提高2000kN左右。

二、Experimental Research on Large Diameter Cast-in-Place Piles Embedded in Rock(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、Experimental Research on Large Diameter Cast-in-Place Piles Embedded in Rock(论文提纲范文)

(1)基坑开挖下单排悬臂倾斜长短组合桩模型试验与数值模拟(论文提纲范文)

摘要
abstract
主要符号说明
第一章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 研究背景及意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 倾斜桩施工工法
        1.3.2 倾斜桩现场试验与室内试验
        1.3.3 倾斜桩竖向承载特性研究现状
        1.3.4 倾斜桩水平向承载特性研究现状
    1.4 本文的研究内容与主要技术路线
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 技术路线
第二章 倾斜长短组合桩模型试验方案设计
    2.1 引言
    2.2 试验相似性原理
        2.2.1 相似性概述
        2.2.2 模型桩的相似指标
        2.2.3 试验相似比的确定
        2.2.4 电阻应变片工作原理
    2.3 试验方案
        2.3.1 试验目的与内容
        2.3.2 模型箱的制作与材料制备
        2.3.3 布设应变片与组装支护结构
        2.3.4 电阻应变仪
        2.3.5 试验用砂
        2.3.6 模型桩的标定
        2.3.7 试验实施方法
    2.4 试验过程和试验现象记录
        2.4.1 基坑开挖过程
        2.4.2 试验现象
    2.5 本章小结
第三章 试验结果分析
    3.1 引言
    3.2 一长一短与等长长桩试验结果对比分析
        3.2.1 冠梁侧向位移结果对比分析
        3.2.2 地表沉降结果对比分析
        3.2.3 桩身弯矩结果对比分析
    3.3 一长两短与等长长桩试验结果对比分析
        3.3.1 冠梁侧向位移结果对比分析
        3.3.2 地表沉降结果对比分析
        3.3.3 桩身弯矩结果对比分析
    3.4 两种倾斜长短组合桩试验结果对比分析
        3.4.1 冠梁侧向位移结果对比分析
        3.4.2 地表沉降结果对比分析
        3.4.3 桩身弯矩结果对比分析
    3.5 长短桩与等长直桩试验结果对比分析
        3.5.1 冠梁侧向位移结果对比分析
        3.5.2 地表沉降结果对比分析
        3.5.3 桩身弯矩结果对比分析
    3.6 本章小结
第四章 桩长分配对倾斜长短组合桩工作性质规律研究
    4.1 有限元概述
    4.2 研究目的与方法
    4.3 有限元模型的建立
        4.3.1 模型的确定
        4.3.2 材料参数的确定
    4.4 有限元模拟结果
        4.4.1 土体与支护结构位移分析
        4.4.2 桩身深层水平位移分析
        4.4.3 桩身弯矩分析
    4.5 试验与数值分析结论的共同点
        4.5.1 位移方面
        4.5.2 弯矩方面
    4.6 本章小结
第五章 基于景德镇地区的桩锚式支护与倾斜长短组合桩支护性能对比研究
    5.1 引言
    5.2 工程概况与地质条件
        5.2.1 工程概况
        5.2.2 工程与水文地质条件
    5.3 有限元分析
        5.3.1 桩锚式支护计算模型
        5.3.2 网格划分与本构
        5.3.3 材料参数与施工阶段
        5.3.4 倾斜长短组合桩支护计算模型
    5.4 结果分析
        5.4.1 模拟结果与监测数据比较
        5.4.2 土体位移对比分析
        5.4.3 排桩深层水平位移对比分析
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 本文主要内容及结论
    6.2 后续工作的展望
参考文献
个人简历在读期间发表的学术论文
致谢

(2)软岩嵌岩桩承载力特性研究 ——以广州某建筑地基为例(论文提纲范文)

摘要
Abstract
主要符号
第1章 绪论
    1.1 选题的背景及意义
        1.1.1 选题背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 桩基工程的特点
    1.3 桩基的分类
    1.4 嵌岩桩在国内外研究现状
        1.4.1 理论分析
        1.4.2 现场实验分析
        1.4.3 有限元分析
    1.5 研究主要内容及存在的主要问题和技术路线
        1.5.1 存在的主要问题
        1.5.2 研究的主要内容
        1.5.3 技术路线
第2章 嵌岩桩在软质岩石中承载机理研究
    2.1 引言
    2.2 桩-岩体系的荷载传递机理
    2.3 软质岩层中嵌岩桩极限破坏模型假设
        2.3.1 桩侧阻力弹塑性本构模型
        2.3.2 桩端阻力弹塑性本构模型
    2.4 嵌岩桩在软质岩层中侧阻力发挥机理
        2.4.1 影响嵌岩桩侧阻力发挥主要因素
        2.4.2 嵌岩桩侧阻力综合侧阻系数ζs
    2.5 嵌岩桩在软质岩层中端阻力发挥机理
        2.5.1 嵌岩桩端阻性状
        2.5.2 嵌岩桩端阻系数ζp
    2.6 嵌岩桩在软质岩层中侧阻力与端阻力协同发挥机理
        2.6.1 建立嵌岩桩桩-岩荷载传递控制微分方程
        2.6.2 嵌岩桩桩-岩体系分析
    2.7 本章小结
第3章 嵌岩桩在软岩中的承载力分析
    3.1 引言
    3.2 嵌岩桩承载力特征值计算方法分析
        3.2.1 关于现行规范中嵌岩桩承载力计算方法
        3.2.2 桩身材料承载能力验算
        3.2.3 静载试验
        3.2.4 桩侧阻力和桩端阻力加荷试验
        3.2.5 规范对比结果分析
    3.3 嵌岩桩的极限承载力分析
        3.3.1 桩侧土极限摩阻力
        3.3.2 嵌岩段极限摩阻力
        3.3.3 桩端极限承载力
        3.3.4 嵌岩桩极限承载力
    3.4 工程实例分析
    3.5 本章小结
第4章 嵌岩桩的MIDAS/GTS数值模拟
    4.1 引言
    4.2 MIDAS/GTS简介
        4.2.1MIDAS/GTS的主要功能特点
        4.2.2 MIDAS/GTS的分析求解基本流程
    4.3 模型几何尺寸的确定
        4.3.1 本构模型的选用
        4.3.2 模型材料与属性的确定
        4.3.3 划分网格与定义边界条件
        4.3.4 施工步骤和工况设置
    4.4 MIDAS GTS NX有限元模拟结果分析
        4.4.1 初始应力场分析
        4.4.2 土体沉降云图分析
        4.4.3 桩应力轴力分析云图
    4.5 本章小结
第5章 软岩嵌岩桩的嵌岩比参数分析
    5.1 引言
    5.2 嵌岩比对极限承载力的影响分析
    5.3 工程实例分析
    5.4 本章小结
第6章 大直径嵌岩桩在某超高层的软质岩石地基应用研究
    6.1 工程概况
    6.2 场地的环境条件
        6.2.1 勘探目的要求
        6.2.2 工程地质条件
        6.2.3 桩端持力层岩石强度统计分析
        6.2.4 地下水概况
        6.2.5 主要岩土参数
    6.3 嵌岩桩的单桩极限承载力计算分析
    6.4 单桩载荷沉降分析
    6.5 单桩载荷试验分析
    6.6 嵌岩比的简便运算公式推导与承载力验证
    6.7 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 主要结论
    7.2 展望
参考文献
附录A 个人简历、攻读学位期间发表的学术论文
致谢

(3)一种新型根式桩及其竖向承载特性数值分析(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 桩基础的发展历史
    1.2 挤扩支盘桩简介
        1.2.1 挤扩支盘桩的概念
        1.2.2 挤扩支盘桩的优点
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 等截面桩研究现状
        1.3.2 挤扩支盘桩研究现状
    1.4 挤扩支盘桩研究发展过程中遇到的问题和前景
        1.4.1 支盘桩发展过程中所遇到的问题
        1.4.2 支盘桩的发展前景
    1.5 本文研究内容和技术路线
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 技术路线
2 根式桩及其成桩装置
    引言
    2.1 根式桩简介
    2.2 根式桩的成桩工艺
        2.2.1 成腔装置
        2.2.2 成桩流程
    2.3 本章小结
3 根式桩的竖向承载力估算
    引言
    3.1 桩土荷载传递理论研究方法
    3.2 根式桩竖向荷载传递规律分析
        3.2.1 根式桩竖向荷载传递路径
        3.2.2 根式桩提高单桩竖向承载力的机理
        3.2.3 根式桩受力破坏形式
    3.3 根式桩竖向承载力估算公式
    3.4 单桩竖向极限承载力判断
    3.5 本章小结
4 根式桩竖向承载特性数值模拟分析
    4.1 FLAC3D简介
        4.1.1 FLAC3D的特点
        4.1.2 FLAC3D的一般求解步骤
        4.1.3 FLAC3D桩土接触面的建立和参数确定
    4.2 等截面桩竖向承载力模拟
    4.3 影响根式桩竖向承载力的因素数值模拟分析
        4.3.1 根层净间距t对根式桩竖向承载力的影响
        4.3.2 根层根数目n对根式桩竖向承载力的影响
        4.3.3 根深入度d和根层厚度h对根式桩竖向承载力的影响
    4.4 最优根式桩与等截面桩竖向承载特性对比分析
        4.4.1 模型概况
        4.4.2 Q-s曲线
        4.4.3 桩身轴力
        4.4.4 桩侧摩阻力
        4.4.5 根式桩竖向位移云图和应力云图
    4.5 本章小结
5 结论与建议
    5.1 结论
    5.2 建议
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果

(4)岩溶地区布袋桩成桩与承载特性研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 岩溶地区桩基础发展概况
        1.2.1 桩基础分类及适用范围
        1.2.2 岩溶地区桩基础选型
    1.3 有关的国内外研究现状
        1.3.1 岩溶地区桩基承载力确定方法
        1.3.2 岩溶地区灌注桩施工处理措施
        1.3.3 岩溶地区嵌岩桩承载性能研究
    1.4 本文主要研究内容
        1.4.1 研究技术路线
        1.4.2 研究主要内容
第二章 布袋桩的设计构造与工作原理
    2.1 概述
    2.2 支盘桩技术及其适用范围
    2.3 布袋桩的设计构造与工作原理
    2.4 岩溶地区单桩极限承载力确定方法
        2.4.1 静力学计算法
        2.4.2 静载荷试验法
        2.4.3 经验公式法
    2.5 岩溶地区桩基承载力影响因素
        2.5.1 岩石性质
        2.5.2 桩体几何特征与强度
        2.5.3 桩岩(土)界面特征
        2.5.4 时间效应
        2.5.5 软弱下卧层
        2.5.6 其他因素
    2.6 岩溶地区竖向荷载下单桩荷载传递特性
        2.6.1 桩-土(岩)体系的荷载传递
        2.6.2 荷载传递性状影响因素
    2.7 本章小结
第三章 布袋桩成桩可行性与影响因素试验研究
    3.1 试验目的与意义
    3.2 试验设计与方案
        3.2.1 试验模型的简化
        3.2.2 岩溶模拟基岩的制作
        3.2.3 模型布袋桩的制作
    3.3 试验结果与分析
        3.3.1 成桩效果与分析
        3.3.2 成桩影响因素分析
    3.4 布袋桩枝状体长度计算研究
        3.4.1 Hencky问题
        3.4.2 布袋桩枝状体结构长度计算
        3.4.3 布袋桩包覆件材料弹性模量和泊松比测试
    3.5 布袋桩桩型推演
    3.6 本章小结
第四章 布袋桩承载特性模型试验研究
    4.1 试验原理
    4.2 承载特性模型试验方案
        4.2.1 相似原理以及相似比的确定
        4.2.2 模型桩及基岩的制作
        4.2.3 试验系统及模型桩的埋设
        4.2.4 试验数据采集与处理方法
    4.3 布袋桩承载特性试验结果及分析
        4.3.1 承载力与沉降分析
        4.3.2 荷载传递规律
        4.3.3 桩侧摩阻力性状分析
        4.3.4 枝状体阻力和桩端阻力性状分析
        4.3.5 侧摩阻力、枝状体阻力和端阻力综合分析
    4.4 本章小结
第五章 布袋桩极限承载力与沉降计算及其影响因素研究
    5.1 竖向承载力与沉降计算公式推导
        5.1.1 计算模型假定
        5.1.2 计算公式推导
    5.2 理论与试验对比分析
    5.3 承载力影响因素分析
        5.3.1 枝状体长度
        5.3.2 枝状体数量
        5.3.3 枝状体分布
        5.3.4 桩端溶洞
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间科研成果

(5)软岩嵌岩桩桩-岩界面力学行为及损伤演化过程研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与研究意义
    1.2 课题研究进展综述
        1.2.1 桩—岩界面滑移、剪切机理及桩侧摩阻力计算方法研究
        1.2.2 桩端承载机理及端阻力经验计算方法
        1.2.3 现有研究存在的问题
    1.3 主要研究内容及创新点
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 主要创新点
第二章 基于X-ray CT的软岩嵌岩桩模型实验研究
    2.1 CT扫描及成像的基本原理及其在岩土工程中的应用
        2.1.1 CT扫描及成像的基本原理
        2.1.2 CT技术的发展及在岩土工程中的应用
    2.2 实验设计基本思路
    2.3 试验装置设计及加工
        2.3.1 试验装置主体框架
        2.3.2 扫描试样模具
        2.3.3 模型桩定位底盖
        2.3.4 定位底盖拆除夹具
    2.4 不同粗糙度的模型桩设计
    2.5 试样制备
        2.5.1 人工合成砂岩配比
        2.5.2 扫描试样及岩石强度参数试验试样制备
        2.5.3 试样养护
        2.5.4 拆除定位底盖及脱模
    2.6 实验方案
        2.6.1 人工合成砂岩强度参数试验
        2.6.2 基于X-ray CT的模型桩加载及扫描实验
    2.7 试验及结果
        2.7.1 人工合成砂岩强度参数试验及结果
        2.7.2 模型桩加载及扫描实验结果
    2.8 本章小结
第三章 桩—岩界面相互作用机理及破坏过程研究
    3.1 数字图像处理的部分基本概念及简要原理
    3.2 数字图像处理程序Avizo
    3.3 CT图像处理
        3.3.1 图像预处理
        3.3.2 灰度阀值确定及图像分割
        3.3.3 图像处理简要命令流程
    3.4 扫描试样桩—岩界面滑移、剪切过程及机理
        3.4.1 扫描试样#1
        3.4.2 扫描试样#2
        3.4.3 扫描试样#3
        3.4.4 桩—岩界面滑移和剪切过程及机理简要总结
    3.5 桩端压缩区的发展过程及形态
        3.5.1 扫描试样#1
        3.5.2 扫描试样#2
        3.5.3 扫描试样#3
        3.5.4 桩端压缩区的发展过程及形态简要总结
    3.6 柱形孔扩张导致的桩周岩石径向裂缝发展过程
        3.6.1 扫描试样#1
        3.6.2 扫描试样#2
        3.6.3 扫描试样#3
        3.6.4 柱形孔扩张导致的桩周岩石径向裂缝发展过程简要总结
    3.7 本章小节
第四章 软岩嵌岩桩桩—岩界面力学行为理论研究
    4.1 孔壁法向应力增量弹—塑性分析
        4.1.1 基本问题描述及力学模型
        4.1.2 Hoek–Brown强度准则
        4.1.3 弹性解答(p≤ p_y)
p_y)'>4.1.4 弹—塑性解答(p> p_y)
        4.1.5 孔壁法向应力增量算例验证和参数敏感性分析
    4.2 柱孔扩张过程中孔壁应力路径及桩周岩石径向裂缝的发展过程
    4.3 考虑孔壁法向刚度变化的桩—岩界面滑移剪切机理
        4.3.1 桩—岩界面滑移剪切机理及剪切应力计算方法
        4.3.2 考虑弹—塑性法向刚度的桩—岩界面剪切应力计算方法
        4.3.3 考虑法向刚度折减的桩—岩界面剪切应力计算方法
    4.4 基于球孔扩张理论及Hoek-Brown准则的桩端承载机理
        4.4.1 基于球孔扩张理论的桩端应力q_b
        4.4.2 桩端极限承载力计算方法
    4.5 本章小结
第五章 基于颗粒流的软岩嵌岩桩—岩界面损伤演化及承载特性研究
    5.1 颗粒流方法简介
        5.1.1 PFC的基本假设
        5.1.2 基本计算原理
        5.1.3 基本理论及黏结模型
    5.2 细观参数标定
        5.2.1 基本思路及方法
        5.2.2 人工合成砂岩单轴试验数值模拟
        5.2.3 细观参数标定结果
    5.3 基于模型实验的桩—岩界面细观损伤演化过程
        5.3.1 模型实验#1—#3 试样的数值建模
        5.3.2 数值模拟与模型实验结果对比
        5.3.3 基于颗粒尺度的桩—岩界面细观损伤演化过程
        5.3.4 基于微裂纹统计的桩周岩石细观损伤—位移分析
        5.3.5 基于岩石细观损伤的侧摩阻力—位移和端阻力—位移曲线
    5.4 不同粗糙尺度嵌岩桩承载及细观损伤特性研究
        5.4.1 不同粗糙尺度嵌岩桩数值模型建立
        5.4.2 不同粗糙尺度嵌岩桩承载及细观损伤特性
        5.4.3 基于岩石细观损伤的桩侧摩阻力—位移和端阻力—位移曲线
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 进一步工作方向
致谢
参考文献
作者简介

(6)海上风电大直径嵌岩桩承载特性研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外海上风电发展情况
    1.3 海上风机基础形式
    1.4 桩基础研究
        1.4.1 嵌岩桩的研究
        1.4.2 单桩基础水平承载研究
    1.5 本文研究内容和技术路线
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 技术路线
第2章 理论介绍
    2.1 模型相似理论
    2.2 模型相似材料选取
    2.3 有限元本构模型
        2.3.1 Mohr-Coulomb本构模型
        2.3.2 线性Drucker-Prager模型
        2.3.3 混凝土损伤塑性模型
    2.4 本章小结
第3章 试验介绍
    3.1 试验土体
        3.1.1 岩石
        3.1.2 砂土
    3.2 土体制备及评判方法
        3.2.1 松砂制备方法
        3.2.2 密砂制备方法
        3.2.3 土体评估方法
    3.3 试验装置
        3.3.1 加载装置
        3.3.2 传感器布置
        3.3.3 数据采集系统
    3.4 试验加载工况
    3.5 本章小结
第4章 试验结果及有限元分析
    4.1 试验边界效应影响研究
        4.1.1 试验分析
        4.1.2 有限元法对比
    4.2 有限元与试验对比
        4.2.1 数据处理方法
        4.2.2 砂土中对比
        4.2.3 嵌岩桩对比
    4.3 桩身截面变形分析
        4.3.1 砂土中变形分析
        4.3.2 嵌岩桩变形分析
    4.4 本章小结
第5章 嵌岩桩承载特性研究
    5.1 计算参数
        5.1.1 单桩尺寸
        5.1.2 荷载计算
        5.1.3 土质参数
    5.2 有限元计算
        5.2.1 有限元模型
        5.2.2 上覆软土层厚度影响
        5.2.3 土层弹性模量影响
    5.3 桩侧存在混凝土灌浆情况下的承载特性
        5.3.1 混凝土开裂分析
        5.3.2 灌浆料参数影响
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢

(7)库岸砂泥岩填方区框架码头桩基受力特性模拟研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 问题的提出
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 桩基受力特性研究方法
        1.2.2 码头桩基受力特性
        1.2.3 填方及堆载区桩基的受力特性
        1.2.4 库水位变化条件下桩基的受力特性
        1.2.5 框架码头桩基-土相互作用问题的特殊性及研究不足
    1.3 主要研究内容
    1.4 技术路线
第二章 物理模拟试验系统研发及试验方法
    2.1 概况
    2.2 框架码头桩基受力特性模拟试验模型设计
        2.2.1 模型试验目的
        2.2.2 试验模型简化
        2.2.3 测试系统
    2.3 结构与地基相互作用模拟试验系统研发
        2.3.1 试验系统集成技术路线
        2.3.2 模拟试验系统设计简图
        2.3.3 结构与地基相互作用模拟试验系统的优越性
        2.3.4 模型试验系统安装
    2.4 复杂环境下高填方码头桩基受力试验模型制作
        2.4.1 试验材料
        2.4.2 测点布置
        2.4.3 试验步骤
    2.5 本章小结
第三章 陆域堆载下框架码头桩基受力特性的模拟试验
    3.1 陆域堆载试验加载方案
    3.2 岸坡土体初始水平应力场
        3.2.1 岸坡土初始水平应力测试结果
        3.2.2 土压力盒结果可靠性分析
    3.3 陆域堆载试验现象
    3.4 填方区土体作用于桩基的水平荷载
        3.4.1 中排架桩前后土体侧向应力及桩基水平荷载
        3.4.2 侧排架桩前后土体侧向应力及桩基水平荷载
        3.4.3 中排架与侧排架桩基水平荷载对比分析
    3.5 排架中部土水平侧向应力分布
        3.5.1 排架间土体水平x向应力
        3.5.2 排架间土体水平y向应力
    3.6 码头排架桩基弯矩特性研究
        3.6.1 中排架桩体弯矩分布规律
        3.6.2 侧排架桩体弯矩分布规律
        3.6.3 桩基弯矩合理性验证
        3.6.4 中排架与侧排架桩体弯矩对比分析
    3.7 码头排架桩基轴向合力分布
        3.7.1 中排架桩体轴向合力
        3.7.2 侧排架桩体轴向合力
        3.7.3 中排架与侧排架桩体轴向合力对比分析
    3.8 本章小结
第四章 库水升降条件下框架码头桩基受力特性模拟试验
    4.1 库水位升降工况
    4.2 水位升降下桩前后土体侧向应力结果分析
        4.2.1 土体水平侧向应力试验成果可靠性分析
        4.2.2 中排架桩前后土体侧向应力及桩基水平受力
        4.2.3 侧排架桩前后水平侧向土应力及桩基水平受力
        4.2.4 水位变化时中排架与侧排架土水平应力对比
    4.3 排架中部土体水平侧向应力结果及分析
        4.3.1 排架中部水平x向应力
        4.3.2 排架中部水平y向应力
    4.4 水位升降时桩基弯矩结果及分析
        4.4.1 中排架各桩基弯矩
        4.4.2 侧排架各桩基弯矩
        4.4.3 中排架与侧排架弯矩对比
    4.5 水位升降时桩基轴向合力结果及分析
        4.5.1 中排架各桩基轴向合力
        4.5.2 侧排架各桩基轴向合力
        4.5.3 中排架与侧排架整体轴向合力对比
    4.6 本章小结
第五章 库岸砂泥岩填方区框架码头数值模拟研究
    5.1 框架码头数值模拟方法
        5.1.1 边界与约束条件
        5.1.2 材料物理力学参数
    5.2 基本模型数值模拟结果
        5.2.1 陆域堆载作用下岸坡土体对码头桩基作用效应分析
        5.2.2 陆域堆载作用下码头桩基对岸坡土体作用效应分析
        5.2.3 水位升降过程中岸坡土体对码头桩基的作用效应分析
        5.2.4 水位升降过程中码头桩基对岸坡土体变形的影响分析
    5.3 数值模拟与室内模型试验对比
        5.3.1 码头排架桩基的弯矩
        5.3.2 码头排架桩基的轴向合力
        5.3.3 码头岸坡土体桩前后水平土应力
        5.3.4 码头排架结构中部土体水平应力
    5.4 框架码头桩基受力特性的影响因素
        5.4.1 不同桩间距对码头桩基受力特性的影响
        5.4.2 不同排架间距对码头桩基受力特性的影响
    5.5 本章小结
第六章 框架码头桩基受荷计算方法
    6.1 引言
    6.2 陆域堆载下框架码头桩基荷载计算简化方法
        6.2.1 土压力计算理论
        6.2.2 基本计算模型的提出
        6.2.3 平衡方程的建立
        6.2.4 水平荷载分布
        6.2.5 竖直荷载分布
    6.3 陆域堆载下框架码头桩基荷载计算及验证
        6.3.1 陡峭基岩面情况下的计算方法
        6.3.2 适用条件
        6.3.3 计算结果对比
    6.4 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 主要结论
    7.2 主要创新点
    7.3 研究展望
致谢
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
    一、发表的论文
    二、出版教材或专着
    三、授权专利
    四、科技获奖情况
    五、参加科研项目情况

(8)风化砂岩层中抗拔短桩承载特性研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 概述
        1.1.1 抗拔桩的适用性
        1.1.2 抗拔桩的历史与发展
    1.2 抗拔桩的分类
        1.2.1 按桩型分类
        1.2.2 按安装方式分类
        1.2.3 按承担的荷载类型分类
        1.2.4 按受荷部位分类
    1.3 抗拔桩承载机理研究
        1.3.1 等截面桩抗拔承载机理
        1.3.2 扩底桩抗拔承载机理
    1.4 抗拔桩承载变形特性研究
        1.4.1 等截面桩抗拔承载变形特性研究现状
        1.4.2 扩底桩抗拔承载变形特性研究现状
    1.5 存在的问题
    1.6 本文研究内容和方法
        1.6.1 研究内容
        1.6.2 研究方法
第2章 风化砂岩层中抗拔桩现场试验研究
    2.1 前言
    2.2 试验场地概况
        2.2.1 自然地理条件
        2.2.2 地质条件及岩土性质
        2.2.3 岩土物理力学性质
    2.3 试桩设计方案
        2.3.1 试桩设计
        2.3.2 试桩施工
        2.3.3 桩身变形量测系统
    2.4 试桩静载荷抗拔试验
        2.4.1 试验装置
        2.4.2 试验方法
    2.5 试验结果分析
        2.5.1 上拔荷载-桩顶位移曲线
        2.5.2 桩身轴力分布曲线
        2.5.3 桩身侧阻力分布曲线
        2.5.4 桩-岩土体相对位移曲线
        2.5.5 荷载承担比例曲线
        2.5.6 抗拔承载力影响因素分析
        2.5.7 试桩破坏模式分析
    2.6 本章小结
第3章 嵌岩抗拔桩离心模型试验研究
    3.1 前言
    3.2 离心机模型试验概述
    3.3 离心模型试验方案设计
        3.3.1 试验设备
        3.3.2 试桩设计
        3.3.3 试验材料
        3.3.4 测试方法及传感器布置
    3.4 试验方法
        3.4.1 模型制备
        3.4.2 试验步骤
    3.5 试验结果分析
        3.5.1 岩土体破坏模式
        3.5.2 荷载-位移曲线
        3.5.3 桩身轴力分布曲线
        3.5.4 桩身侧阻力分布曲线
        3.5.5 抗拔承载力影响因素分析
    3.6 本章小结
第4章 嵌岩抗拔桩极限承载力计算方法研究
    4.1 前言
    4.2 等截面桩抗拔承载力计算方法
        4.2.1 圆柱形破裂面
        4.2.2 倒圆锥台破裂面
        4.2.3 曲面破裂面
    4.3 基于离心模型试验的等截面桩抗拔承载力计算
        4.3.1 基本假设
        4.3.2 理论公式推导
        4.3.3 等截面桩试验结果比较
    4.4 基于现场试验的等截面桩抗拔承载力计算
        4.4.1 等截面桩抗拔承载机理分析
        4.4.2 等截面桩极限抗拔承载力计算
    4.5 扩底桩抗拔承载力计算方法
        4.5.1 沿桩侧破裂面(分部计算)
        4.5.2 圆柱形破裂面
        4.5.3 倒圆锥台破裂面(土重法)
        4.5.4 曲面破裂面
        4.5.5 复合破裂面
    4.6 基于离心模型试验的扩底桩抗拔承载力计算
        4.6.1 基本假设
        4.6.2 理论公式推导
        4.6.3 扩底桩试验结果比较
    4.7 基于现场试验的扩底桩抗拔承载力计算
        4.7.1 扩底桩抗拔承载机理分析
        4.7.2 扩底桩极限抗拔承载力计算
    4.8 本章小结
第5章 基于现场试验的抗拔桩极限承载力判定分析
    5.1 前言
    5.2 数学模型法
        5.2.1 数学模型法在抗拔桩研究中的应用现状
        5.2.2 现场试验荷载-位移曲线的数学模型研究
        5.2.3 归一化荷载-位移双曲线模型分析
    5.3 图解法
        5.3.1 图解法概述
        5.3.2 现场试验荷载-位移曲线图解法取值分析
    5.4 极限位移量分析
        5.4.1 抗拔桩极限位移研究现状
        5.4.2 现场试验极限位移分析
        5.4.3 风化砂岩层中抗拔桩极限位移量分析
    5.5 本章小结
结论与展望
    一、主要结论
    二、研究展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及科研成果

(9)粘土地层中阶梯型变截面桩横向承载特性试验研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
主要符号说明
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 横向荷载作用下桩基研究现状
        1.2.1 横向荷载作用下桩基理论和数值研究现状
        1.2.2 横向荷载作用下桩基试验研究现状
    1.3 研究内容和技术路线
第二章 阶梯型变截面桩横向承载特性现场试验设计
    2.1 试验场地概况
        2.1.1 场地工程地质概况
        2.1.2 场地水文地质概况
        2.1.3 场地地层物理力学参数
    2.2 试验方案设计
        2.2.1 桩身设计
        2.2.2 传感器的布置
        2.2.3 试验测试系统
        2.2.4 测项与测量方法
        2.2.5 试验的方法
    2.3 本章小结
第三章 基于现场试验的阶梯型变截面桩变形及承载性状分析
    3.1 单桩横向承载性状分析
        3.1.1 阶梯型变截面桩横向承载性状分析
        3.1.2 等截面桩横向承载性状分析
        3.1.3 等截面桩和变截面桩横向承载性状对比分析
    3.2 弯距沿桩身分布规律
        3.2.1 弯矩的计算
        3.2.2 弯距沿桩身分布
    3.3 桩身变形
    3.4 本章小结
第四章 水平荷载下阶梯型变截面桩变形及承载性状数值模拟分析
    4.1 ABAQUS在岩土工程中的应用简介
    4.2 模型的建立
        4.2.1 模型几何尺寸
        4.2.2 本构模型的选取
        4.2.3 模型参数的选取
        4.2.4 分析步、桩土接触的设置
        4.2.5 荷载、及边界条件的定义
        4.2.6 单元的选择及模型网格划分
    4.3 数值模拟结果分析
        4.3.1 桩顶荷载位移曲线
        4.3.2 桩身位移曲线
        4.3.3 桩身内力分布
    4.4 本章小结
第五章 水平荷载下阶梯型变截面的桩身材料发挥分析
    5.1 模型的建立
        5.1.1 模型假设
        5.1.2 模型尺寸
        5.1.3 模型本构及参数
        5.1.4 模型的接触面、荷载及边界条件等设置
    5.2 模拟结果分析
        5.2.1 单桩水平承载力特征值
        5.2.2 阶梯型变截面桩的材料发挥
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 展望
参考文献
个人简历 在读期间发表的学术论文
致谢

(10)填芯大直径随钻跟管桩竖向抗压承载性能试验及数值分析研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 管桩的国内外应用现状
    1.3 大直径预应力混凝土管桩的竖向承载性能研究现状
    1.4 桩土接触面研究现状
    1.5 大直径随钻跟管桩的研究进程
    1.6 本文主要研究内容
第二章 单桩竖向承载力研究理论
    2.1 引言
    2.2 桩土间荷载传递的过程
    2.3 确定单桩竖向承载力的方法
    2.4 单桩的荷载沉降特性
        2.4.1 常见的荷载—沉降曲线及分析方法
        2.4.2 荷载传递性状随有关参数的变化
    2.5 单桩的沉降计算方法
        2.5.1 荷载传递分析法
        2.5.2 弹性理论法
        2.5.3 剪切变形传递法
第三章 填芯随钻跟管桩的室内抗压试验及数值模型分析
    3.1 引言
    3.2 填芯随钻跟管桩室内抗压试验
        3.2.1 试验的加载及测量
        3.2.2 应变片的布置及标定
    3.3 试验数据分析
    3.4 试验现象及结果分析
    3.5 高强预应力混凝土管桩的承载力计算方法
    3.6 填芯混凝土管桩的修正公式计算值与实测值对比
    3.7 桩身与填芯的荷载分担比计算分析
    3.8 Abaqus三维有限元模拟
        3.8.1 材料属性定义
        3.8.2 填芯管桩模型的建立
        3.8.3 填芯管桩模型模拟结果的验证
        3.8.4 模拟结果分析
    3.9 本章小结
第四章 填芯大直径随钻跟管桩施工工艺及现场静载试验
    4.1 引言
    4.2 填芯大直径随钻跟管桩的施工工艺
    4.3 填芯大直径随钻跟管桩的现场静载试验
        4.3.1 试验桩概况
        4.3.2 填芯大直径随钻跟管桩竖向承载力预估
        4.3.3 高应变法检测
    4.4 现场静载试验
        4.4.1 静载试验装置
        4.4.2 静载荷试验方法
        4.4.3 静载荷试验的结果与分析
        4.4.4 填芯大直径随钻跟管桩的承载性能分析
        4.4.5 试验桩竖向受压极限承载力差异分析
    4.5 本章小结
第五章 竖向荷载作用下填芯大直径随钻跟管桩承载性能的数值模型分析
    5.1 引言
    5.2 建模及取值
        5.2.1 桩与土本构模型的选取
        5.2.2 单元的选择
        5.2.3 计算的假定
        5.2.4 计算参数的选取
    5.3 模拟结果的验证
    5.4 桩身和填芯的工作性能分析
    5.5 桩侧阻力和桩端阻力分担比例分析
    5.6 桩侧注浆参数的优化分析
    5.7 本章小节
第六章 结论与展望
    6.1 本文主要研究结论
    6.2 进一步研究的展望
参考文献
致谢

四、Experimental Research on Large Diameter Cast-in-Place Piles Embedded in Rock(论文参考文献)

  • [1]基坑开挖下单排悬臂倾斜长短组合桩模型试验与数值模拟[D]. 刘伟煌. 华东交通大学, 2021
  • [2]软岩嵌岩桩承载力特性研究 ——以广州某建筑地基为例[D]. 谢一凡. 桂林理工大学, 2021(01)
  • [3]一种新型根式桩及其竖向承载特性数值分析[D]. 周明中. 安徽理工大学, 2020(03)
  • [4]岩溶地区布袋桩成桩与承载特性研究[D]. 张福友. 广西大学, 2020(02)
  • [5]软岩嵌岩桩桩-岩界面力学行为及损伤演化过程研究[D]. 徐江. 东南大学, 2020
  • [6]海上风电大直径嵌岩桩承载特性研究[D]. 董宏季. 天津大学, 2019(01)
  • [7]库岸砂泥岩填方区框架码头桩基受力特性模拟研究[D]. 赵迪. 重庆交通大学, 2019(04)
  • [8]风化砂岩层中抗拔短桩承载特性研究[D]. 杨柏. 西南交通大学, 2019(06)
  • [9]粘土地层中阶梯型变截面桩横向承载特性试验研究[D]. 张胤红. 华东交通大学, 2019(04)
  • [10]填芯大直径随钻跟管桩竖向抗压承载性能试验及数值分析研究[D]. 吴声扬. 广州大学, 2019(01)

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嵌岩大直径现浇桩试验研究
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