详情

原文传递自平衡法桩土荷载传递机理及承载特性研究

论文题名：	自平衡法桩土荷载传递机理及承载特性研究
关键词：	自平衡法;钻孔灌注桩;桩土荷载传递;单桩承载力;数值模拟
摘要：	在桩基础的设计中,单桩承载力的确定是至关重要的一个环节,实际工程中确定单桩承载力的方法有:静载荷试验、动力检测和动静结合检测。传统的基桩静载荷试验有堆载法和锚桩法两种,长久以来这两种方法被工程界广泛采用,但是其缺点也显而易见:堆载法需要架设庞大的堆载平台,并且必须解决几百吨甚至上千吨的荷载来源、堆放及运输问题,锚桩法则需设置多根锚桩及反力大梁,不仅所需费用昂贵,时间较长,而且易受吨位和场地条件的限制。与传统的静载荷试验相比,自平衡钡4试方法具有技术先进、测试自动化、省时、省力、安全可靠、不受场地条件限制等突出的优点。自平衡试桩法是一种新兴的单桩承载力测试技术,国内外的许多研究都表明自平衡测试在实际工程中可取代传统静载荷试验,得到基桩承载力的可靠数据,并且对其承载力进行判断与指导桩基础的科学、合理设计。　　自平衡试验法目前已经在国内得到应用,也积累了一定的经验,但如何利用这一方法很好地确定桩的承载力也尚需积累较多的试验工作,并进行很好地理论分析。在自平衡法的实际应用过程中经常会遇到各种各样的问题,而且不同的桩基础施工因素都会其测试结果产生较大的影响。主要表现在以下几方面:上、下两段桩的承载平衡点确定问题;承载力的确定问题(包括自平衡试桩等效转换问题);自平衡法用于工程桩的问题;施工因素对测试结果的影响问题。因此自平衡现场测试的研究就显的非常有必要,它对于自平衡方法在国内的理论研究和实践积累都有着极为重要的作用。　　本文结合天水市经济开发区一号大桥工程基桩自平衡测试,详细介绍了自平衡试验法的测试原理及具体试验方法,探讨了自平衡法荷载箱埋设位置、自平衡测试结果的等效转换及自平衡法与传统静载法在荷载传递机理上的不同,并且进行了有限元数值模拟,对实测、理论及等效转换数据进行了对比分析。本文的研究内容与主要结论如下: 　　 (1)本文详细的归纳了自平衡测试的基本原理、试验方法、主要的试验装置以及自平衡测试中荷载箱的埋设位置。研究了自平衡法中上、下段桩的荷载传递机理,并与传统静载荷试验的荷载传递机理进行了对比分析。　　 (2)对3根基桩现场实测数据进行整理和分析的基础上,得到了试桩上、下段的Q～s曲线,桩身轴力图、桩侧摩阻力沿深度的分布图。通过分析这3根基桩的自平衡试验数据表明,在2倍的设计荷载作用下,上、下段桩变形都较小,Q～s曲线比较平缓,转换后的Q～s曲线也平缓并无转折段,说明其承载力存在一定的富余,校核了每根桩的承载力特征值。　　 (3)通过分析3根基桩的应力测试数据,得到桩身轴力,再将其换算为桩侧阻力,得到了桩侧各土层的桩侧摩阻力及桩端阻力,发现这3根基桩沿桩身的分段平均侧摩阻力及桩端阻力尚未充分发挥,存在一定的富余。　　 (4)在现场试验的基础上选取基桩S2,进行了自平衡测试及桩顶加载两种加载模式下承载特性的有限元数值模拟。通过对所得数据的分析与对比,进一步验证了自平衡试桩法的可靠性及转换方法的准确性。　　 (5)结合本次现场试验,对自平衡测试的整个测试过程进行了详细的论述,总结了现场试验实施过程中的关键点。论文中对实测数据行了详细的分析,对自平衡测试的现场试验研究有重要的参考价值。　　最后,在全面总结论文工作的基础上,提出了本课题尚有待进一步深入研究的一些问题。
作者：	王博林
专业：	道路与铁道工程
导师：	王旭;马学宁
授予学位：	硕士
授予学位单位：	兰州交通大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文