基于可靠度的嵌岩桩竖向承载力设计方法研究

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1、学校代码：10286分类号：TU473.1密级：公开UDC：624学号：150959硕士学位论文基于可靠度的嵌岩桩竖向承载力设计方法研究研究生姓名：黄樊导师姓名：戴国亮教授申请学位类别工学硕士学位授予单位东南大学一级学科名称土木工程论文答辩日期2018年6月7日二级学科名称岩土工程学位授予日期2018年6月7日答辩委员会主席卢建峰教高评阅人S0051105-1S0051105-22018年6月6日硕士学位论文基于可靠度的嵌岩桩竖向承载力设计方法研究专业名称：土木工程研究生姓名：黄樊导师姓名：戴国亮教授STUDYONDESIGNMETHODOFVE

2、RTICALBEARINGCAPACITYOFROCK-SOCKETEDPILESBASEDONRELIABILITYAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYHuangFanSupervisedbyProf.DaiGuoliangSchoolofCivilEngineeringSoutheastUniversityMarch.2018东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的

3、研宄成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研宄成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：曰期：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研宄所、国家图书馆、《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司、万方数据电子出版社、北京万方数据股份有限公司有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本

4、人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括以电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括以电子信息形式刊登）授权东南大学研宄生院办理＾研究生签名：导师签名：＾摘要基于可靠度的嵌岩桩竖向承载力设计方法研究（硕士学位论文）研究生：黄樊指导老师：戴国亮东南大学土木工程学院摘要嵌岩桩是桩基础中的一种重要类型，其承载力一般包括上覆土层摩阻力、嵌岩段摩阻力和嵌岩段端阻力。目前国内规范中嵌岩桩竖向承载力设计方法主要为安全系数法，将荷载、抗力和岩土参数等

5、均视为定值，不考虑桩基荷载和结构参数等的变异性，以总安全系数来度量桩基的可靠度。然而这种按经验所确定的定值安全系数并不能保证各个桩基都具有一致的可靠度水准，造成嵌岩桩的失效概率不清、安全系数的含义不明及各参数的取值依据不充分。本文根据收集整理的嵌岩试桩资料，对嵌岩桩竖向承载力可靠性开展了系统研究，为嵌岩桩竖向承载力设计方法的可靠性分析研究做了有益的探索。通过收集的44组自平衡法和传统静载法嵌岩桩对比试验资料，利用数理统计理论和贝叶斯优化估计对试验数据进行了处理。校准了不同自平衡转换系数下的自平衡试桩竖向承载力的可靠度，分别分析了活恒比、安全系数、

6、荷载效应相关参数对可靠度计算结果的影响，并确定了各参数的取值，根据计算结果和美国桥梁荷载抗力设计规范，最终给出了满足目标可靠度的嵌岩桩自平衡转换系数γ建议值为0.85。通过归纳和总结国内《建筑地基基础设计规范》(GB50007)、《建筑桩基技术规范》(JGJ94)、《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63)和《铁路桥涵地基和基础设计规范》(TBl0002.5)中对于嵌岩桩承载力的计算方法及其优缺点，对比分析并校准了各规范中计算所得的嵌岩单桩竖向承载力的可靠度，选用了《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63)的计算公式。利用贝叶斯优化估计对

7、所收集到的144组嵌岩桩完整资料、65组嵌岩段侧阻资料和31组嵌岩段端阻资料进行了处理。分别对嵌岩桩总抗力分项系数、土层侧阻、嵌岩段总分项系数、嵌岩段侧阻和嵌岩段端阻分项系数进行了基于概率极限状态设计法的分析研究。分别探讨了当桩端岩石单轴饱和抗压强度σc<5MPa、5≤σc<15MPa和15MPa≤σc等三种情况下，满足目标可靠度指标的分项系数取值。推荐了上部土层侧阻、嵌岩段侧阻以及端阻的分项系数的最不利取值，建立了分项系数与嵌岩比hr/d的关系，提出了基于嵌岩比hr/d的分项系数取值。结合分项系数的取值，判定了各抗力部分的发挥程度，从而给出了建

8、议嵌岩深度。最后将各分项系数引入计算公式，得到了满足目标可靠度指标的嵌岩桩承载力计算公式。为验证该计算公式的有效可行，选取三组类型的试桩