phc管桩在白垩系泥质粉砂岩地区的竖向承载力试验与数值模拟研究

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1、学校代码10530学号201230131830分类号TU449密级硕士学位论文PHC管桩在白垩系泥质粉砂岩地区的竖向承载力试验与数值模拟研究学位申请人周浪指导教师刘正才教授学院名称土木工程与力学学院学科专业结构工程研究方向土与结构相互作用问题二○一五年五月湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或。集体己绍发表或撰写的成果作品对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。２作者签名：／衰曰

2、期：呼年６月曰；Ｉ弓学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口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。本人授权湘潭大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫措等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名６；廖日期叩年月手日＾导师签名：日期可年月ｔ日＾义；；ResearchontheBearingCapacityofPHCPileandNumericalSimulationinCretaceousArgillaceo

3、usSiltstoneRegionCandidateZhouLangSupervisorProfessorLiuZhengcaiCollegeCollegeofCivilEngineeringandMechanicsProgramStructuralEngineeringSpecializationSoilandStructureInteractionProblemsDegreeMasterUniversityXiangtanUniversityDateMay,2015摘要PHC管桩因其承载力高、稳定性好、沉降量小、机械化程度高、适应性强、工期短、成本低、施工操作安全性高等突出特点，在大

4、量高层建筑、住宅、公用工程、工业建筑、设备基础、大跨度桥梁、港口等工程中广泛使用。本文结合PHC管桩的自身特点和在不同施工条件下的特性，对桩荷载传递理论和PHC管桩的挤土效应理论和土塞效应理论进行了分析。通过结合工程实例，对PHC500AB125管桩和PHC400AB95管桩的竖向抗压静载荷试验，比较了不同荷载作用下的规范计算沉降量值与试验沉降量差异，并分析了桩在卸荷过程中的回弹曲线规律。根据3根Φ500桩的承载力破坏试验，分析了PHC管桩在白垩系泥质粉砂岩场地内的破坏类型为整体剪切破坏。通过使用ABAQUS有限元分析软件，建立PHC管桩有限元模型，对PHC管桩的单桩抗压承载力试验过程进

5、行数值模拟，将桩的静载试验得出的荷载沉降曲线与数值模拟结果进行对比，分析了桩端阻力与桩侧摩阻力的变化规律，验证了数值模拟单桩竖向承载力试验是可行的。现行桩基检测规范以桩顶的变形量为桩基极限承载力评价标准之一。该标准与桩身压缩量有一定的关系，桩长、桩径等参数不同，相同桩顶荷载作用下桩的压缩量会不相同。本文提出了用混凝土填芯增加桩身刚度，减少荷载作用下桩顶变形来提高地基承载力的方法，并通过有限元模型分析得到了验证。通过对比不同填芯混凝土等级、不同桩长、不同桩径桩型的数值分析，得出了PHC管桩在填芯后的桩身压缩量和桩顶的沉降量减少比例。分析表明填芯法有一定的减少桩顶沉降量的效果，具有应用研究价

6、值。通过研究桩周土在荷载试验情况下的变形规律，分析了桩侧与桩底土变形的特点以及桩底土变形影响的临界深度。关键词：PHC管桩；白垩系泥质粉砂岩；竖向承载力试验；数值模拟；填芯法IAbstractForthePHCpile’soutstandingfeatures,suchashighbearingcapacity,goodstability,smallsettlement,highmechanizationdegree,strongadaptability,shortduration,lowcost,highoperationalsafety,itiswidelyusedinalargen

7、umberofhigh-risebuildings,housing,utilities,industrialconstructions,equipmentfoundations,long-spanbridges,portsandotherprojects.Withit’sowncharacteristicandthatunderdifferentconstructionconditionsofPHCpile,thepileload-