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竖向受荷喷扩锥台压灌桩变形机理与承载力计算方法研究
| 论文题名： | 竖向受荷喷扩锥台压灌桩变形机理与承载力计算方法研究 |
| 关键词： | 桥梁基础;喷扩锥台压灌桩;变形机制;承载力;计算方法 |
| 摘要： | 随着我国高速公路及铁路建设规模的不断扩大，桥梁基础的承载力和沉降控制等问题日益得到关注。钻孔灌注桩因其具有承载力高和沉降小等优点而被广泛应用于桥梁基础工程。为进一步提高桩基承载能力、减少桩基沉降、降低工程造价，研发了喷扩锥台压灌桩。由于喷扩锥台压灌桩是近年逐渐兴起的一种新型桩基础，在工程实践中多借鉴现有规范进行经验设计，缺少相应的理论指导和设计依据，同时，双锥台扩径体和肋板的设置使得喷扩锥台压灌桩的桩-土体系荷载传递机理较为复杂。亟需分析喷扩锥台压灌桩的承载特性，形成一套喷扩锥台压灌桩受力性状的分析理论与设计方法。本文采用现场试验、数值模拟及理论分析等手段开展竖向荷载作用下喷扩锥台压灌桩变形机理与承载力计算方法研究，主要工作和成果如下: (1)开展了喷扩锥台压灌桩与传统钻孔灌注桩现场静载试验研究，基于现场试验和数值计算结果，分析了喷扩锥台压灌桩在竖向荷载作用下的受力性状及桩周土体的变形机理，明确了双锥台扩径体极限承载状态下的破坏模式，揭示了双锥台扩径体不同位置及不同扩径比工况下喷扩锥台压灌桩承载特性的变化规律。 (2)基于数值计算结果和土单元体极限平衡条件，提出了双锥台扩径体上部土体侧阻削弱范围和下部土体压密核破坏角的确定方法，推导了双锥台扩径体极限承载力计算公式，形成了考虑桩身几何构造、土体参数和实际受力条件影响的喷扩锥台压灌桩极限承载力理论计算方法，揭示了双锥台扩径体锥台角度、扩径比、埋深及肋板对喷扩锥台压灌桩极限承载力的影响规律，为实际工程中单桩尺寸和构造优化设计提供了理论依据。 (3)基于扰动状态理论和圆孔扩张理论，建立了可描述非线性、硬化或软化等荷载传递特性的桩侧、桩端及双锥台扩径体荷载传递模型，明确了模型中各参数的意义和取值方法，基于建立的桩侧、桩端及双锥台扩径体荷载传递模型，提出了考虑桩-土体系渐进变形特性的喷扩锥台压灌桩沉降计算方法，分析了荷载传递模型参数对喷扩锥台压灌桩承载特性的影响。 |
| 作者： | 陈兆庚 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 张乾青 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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