加塑料套筒桩负摩阻力特性的理论与试验研究

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1、学校代码10530学号201230131831分类号TU473密级硕士学位论文加塑料套筒桩负摩阻力特性的理论与试验研究学位申请人周松林指导教师夏力农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岩土工程二○一五年六月湘潭大学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研巧成果。除了文中特别加臥标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经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已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‘日期＊＼作

2、者签名葦瓜：＞年ｙ月日：呀｜冰］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采用影印。，可、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文索１＾涉密论文按学校规定处理。＂一＾〇作者签名水必日期：少ｗｙ年！５月案日４＾导师签名：日期；ｒ月日TheoreticalandExperimentalResearchontheNegativeSkin

3、FrictionofPlasticSleevePileCandidateZhouSonglinSupervisorAssociateProfessorXiaLinongCollegeCollegeofCivilEngineeringandMechanicsProgramStructuralEngineeringSpecializationGeotechnicalEngineeringDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateJune,2015摘要桩侧负摩阻力问题是工程设计与施工中

4、常见问题之一。在桩身中性点以上增加一个预制塑料套筒是一种优化桩身负摩阻力的方法。本文从室内试验、理论分析和有限元分析三个方面对加塑料套筒基桩负摩阻力特性进行了研究，主要研究工作及成果如下：（1）利用改进的直剪仪，对塑料类材料与砂土接触界面的剪切特性进行了直剪试验研究，考虑塑料种类和砂土颗粒粒径变化的规律，进行了砂土与四种塑料类材料（PVC、ABS、PC和PP）及混凝土的剪切试验。试验结果表明：选用的四种塑料类材料与砂土接触界面的抗剪强度均明显小于混凝土与砂土接触界面的抗剪强度，其中PP最小；砂土颗粒粒径越大，接触界面抗剪强度越高。（2）基于有效应力法

5、，推导了加塑料套筒基桩中性点位置的理论计算公式。其中，推导了考虑桩顶荷载作用下中性点的波动趋势；不考虑桩顶荷载时的纯摩擦桩，加塑料套筒桩和普通桩中性点位置分别在距离桩顶1(1K)01K和0.707倍桩长处。（3）基于荷载传递分析法，建立了同时考虑桩顶竖向荷载和地面堆载的力学模型，推导了加套筒桩桩侧摩阻力-位移关系和非线性桩-土荷载传递关系。（4）采用大型商业有限元分析软件，建立了加塑料套筒桩和普通桩负摩阻力特性二维数值计算模型，分析了不同地面堆载和桩顶竖向荷载分别作用下的桩侧摩阻力分布、桩-土相对位移、桩身沉降和中性点位置的变化规律，并与普

6、通桩进行比较。结果显示加塑料套筒桩对于优化桩侧负摩阻力效果明显。①能有效减少桩侧负摩阻力，且不影响正摩阻力的发挥。②能减少同等条件下基桩沉降。③中性点位置比普通深，有限元分析结果与理论计算的预测趋势相同。关键词：加塑料套筒桩；负摩阻力；直剪试验；数值模拟；中性点IAbstractNegativeskinfrictionisoneofthecommonproblemsincivilengineeringdesignandconstruction.Settingaprefabricatedplasticsleeveonthesurfaceofpilesi

7、samethodofdecreasingthenegativeskinfrictionofpiles.Thisdissertationhasmainlystudiedthepropertiesofnegativefrictiononthesepilescoveredbyprefabricatedplasticsleeve.Thestudywasconductedinthreemethods:laboratorytests,theoreticalanalysis,finiteelementanalysis,andresearcheffortsandac

8、hievementsareasfollows:(1)Withimproveddirectshearappar