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原文传递大直径钢管桩水平承载性能研究

论文题名：	大直径钢管桩水平承载性能研究
关键词：	大直径钢管桩;水平承载性能;有限元分析;数值模拟
摘要：	随着工程建设规模的不断扩大,桩基以其优越性广泛应用于复杂恶劣的地基环境中。特别是在港口码头、跨海大桥、海洋平台中,由于钢管桩的抗弯性能好、施工方便、使用寿命长等优点而被大量使用。　　一直以来,人们都比较重视竖向承载桩荷载传递及沉降机理的研究,而对桩水平承载性能的研究相对较少,虽然目前已有多种关于水平承载桩性能的理论和计算方法,但都是在各自的假设条件下完成的,具有一定的片面性,单纯采用某一方法不能与桩的实测数据完全吻合,需结合起来分析。　　本文基于大直径钢管桩水平静载荷试验,主要做了如下工作: 　　 (1)较为详细地总结了m法、综合刚度和双参数法、NL法、p-y曲线法及试验结果处理方法;根据上述四种理论计算结果与试验结果之间的差异,对比分析了各种理论方法的优缺点;分析实例中的H-Y曲线及桩身弯矩分布曲线。　　 (2)运用ANSYS对实例一中钢管桩进行有限元模拟分析,选择合理的本构模型、接触面类型建模,分析桩身位移曲线、桩身弯矩曲线以及桩侧土抗力曲线的发展趋势及分布规律,并与试验比较主要的工程指标,证实ANSYS分析的可行性。　　 (3)将地基土理想化,利用ANSYS有限元软件分析超长大直径钢管桩在双层地基中桩入土深度、壁厚、上层土弹性模量等各因素对水平承载性能的影响。通过分析得知,三个参数增大后都能减小桩的水平位移,且前两者对其影响的程度相对要大一些。当桩入土深度及壁厚增大到某值后,水平位移减小的程度并不是很明显;壁厚对最大弯矩及反弯点位置的影响最大,随着壁厚的增加,最大弯矩值增大,反弯点逐渐下降,其余两因素对其影响程度均很小;三者引起的桩侧土抗力变化趋势都是先增至峰值,后降至最大负值,接着扩展到一定深度几乎为零。　　对于大直径钢管桩,水平承载力主要是由水平位移控制。水平位移变化曲线说明盲目地增大桩长及壁厚,既不经济且施工难度大,更严重的是不能显著地提高桩的水平承载力,因此合理选择桩尺寸是很重要的。
作者：	秦旭
专业：	结构工程
导师：	霍凯成;彭文韬
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文