桩土界面特征对非挤土桩承载性状的影响分析

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1、AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterEffectAnalysisofPile—SoilInterfaceCharacteristicsonBearingCapacityBehaviorsforNondisplacementPilesBy：XiaofengSong一Supervisor：Associateprofessor．FuyouYanGeotechnicalEngineeringSchoolofCivilEngineeringApril2014学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在

2、导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：I丰盹凤日期：硼蛑5月刁日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学

3、位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位敝作者：宰跏凰日期：砂烨年6月叼日摘要在高层建筑、桥梁、市政和港口等深基础工程中，常用的、最为经济的桩型之一是非挤土桩，如钻孔灌注桩。对于其他条件相同但成孔方式不同的钻孔灌注桩，其承载能力往往差异较大。其根本原因在于因钻孔方式不同导致桩土界面的接触特征相差较大。桩土界面特征，本文是指桩土接触界面的相对刚度、相对粗糙度、桩土接触面附近土的变形特征、桩周接触面附近土体剪切受荷后剪切带的形成、发展及表现出的剪胀、剪缩特性，以及桩径和土的初始应力水平等

4、。本文主要针对砂土的剪切变形特征，尤其是处于临界状态时所表现出的剪胀或剪缩特性，在以往学者对土．结构面接触特性试验和本构模型研究的基础上，归纳、计算(应用所编制的计算程序)和分析了土．结构面接触特性对剪切变形的影响规律，并与其他文献的计算结果进行比较，验证了数值方法的正确性。该接触面剪切模型是一种薄层临界状态模型，薄层厚度即为剪切带宽度。然后将该接触面模型应用到非挤土桩中。在对传统的桩基承载计算的传递函数法进行修正的基础上，运用所编制的桩基修正的传递函数法计算程序，分析了考虑桩土界面接触特性对单桩承载性状的影响，揭示侧摩阻力的发挥与桩土相对位移的关系。使得桩基的承载和沉降计算能够考

5、虑更多的实际因素，分析更接近于实际情况，从而使桩基承载性状的研究更趋于合理。主要研究成果如下：(1)本文采用的界面剪切模型虽然模型参数较多，但能够很好地描述土一结构界面的剪切特性，且能够较好地用于桩基承载性能的研究。(2)采用CNL和CNS两种数值试验，分析影响土．结构界面剪切特性的相关参数，得到：砂土的初始孔隙比越小、围压越小、接触面厚度越薄、法向刚度越小，剪切时的剪胀性越明显、剪缩性越弱、达到相变状态需要的体应变也越小；对于密砂而言，接触面越相对粗糙，峰值剪应力强度越大，应变软化现象越明显，而对于相对光滑接触面，砂土呈现的剪缩特性较强，其应变软化现象不明显。(3)桩土接触面越相

6、对粗糙、桩周土体越密实，单桩的竖向承载力越大，摘要桩的侧摩阻力沿深度分布所呈现的非线性越明显且峰值越大，同时桩侧摩阻力的发挥需要更大的桩土相对位移。(4)桩周土体因接触面相对粗糙度的不同，剪切时出现剪缩或先剪缩后剪胀现象，应力应变关系呈现出软化或硬化特性。关键词：界面本构模型非挤土桩修正荷载传递法相对粗糙度接触面厚度桩侧摩阻力IIAbstractmde印touIldanonengineeringwhichincludinghigh．risebuildings，bridges．municip乱engineering，portsandSOon，olleofthemostcornmona

7、11decoIl0InicalPlIeISnondisplacementpiles，suchaSboredpiles．Thepile．soilinterface，sc伽妇ctcharactenstlcsofdifferentdrillingmethodsarequitedi船rent，theboredpiles，carrymgcapacityISvaryconsiderably．Inthisarticle，thepile．soil洒te血cef．eaturesrefe