變截面工字型樁承載特性研究.pdf

1、實際工程中，絕大多數(shù)基樁均處于復合受力狀態(tài)，一方面承受上部結構豎向荷載，另一方面承受較為顯著的橫向荷載作用。不可預見的地震作用產(chǎn)生的瞬時水平力，如正常使用狀態(tài)下交通工具的制動力。橋梁基樁工程中風、波浪、潮水均會產(chǎn)生水平力和彎矩；而高層建筑、橋梁、海上石油平臺以及深基坑支護等工程樁基設計中這些荷載作用均不能忽視。為滿足基樁復合承載特性要求，本文提出變截面工字型樁新樁型。目前國內(nèi)外對變截面工字型樁的理論及試驗研究均較少。為完善變截面工字型樁

2、理論及試驗研究，以及該樁型大規(guī)模的推廣應用，文章基于室內(nèi)縮尺模型試驗和ABAQUS有限元分析，對變截面工字型樁單樁及群樁承載特性進行了深入的探討和分析，主要的內(nèi)容有：
　?。?）運用室內(nèi)縮尺模型試驗方法，進行室內(nèi)變截面工字型單樁豎向靜載荷試驗承載特性研究，在縮尺模型試驗的基礎上利用大型通用有限元軟件 ABAQUS對縮尺模型試驗進行數(shù)值模擬分析，并將數(shù)值分析結果與縮尺模型試驗結果進行對比，得出變截面工字型樁具備較高的豎向承載特性。此

3、外分析了樁身軸力分布曲線以及樁側摩阻力分布曲線。再此基礎上提出了變截面工字型單樁抗壓承載力經(jīng)驗公式。并確定變截面工字型樁有效樁長。
　　（2）利用單向循環(huán)加載法進行變截面工字型單樁水平靜載荷試驗，分別對垂直翼緣方向和垂直腹板方向進行試驗研究，對比豎向荷載作用下數(shù)值分析與試驗Q-S曲線結果，確定模型參數(shù)有效性的基礎上，依靠ABAQUS對不同方向單樁水平試驗進行1/2模型三維模擬分析，分析了樁頂位移、樁身彎矩、受力樁前側土壓力，土體隆

4、起規(guī)律等多個工作性狀方面。結果表明：變截面工字型樁在垂直翼緣方向具備更好的水平承載能力。
　?。?）依托前期試驗及數(shù)值模擬積累的參數(shù)進行工字型群樁承載性能研究，依靠1/4模型模擬九樁承臺樁基研究其豎向承載特性。分析不同位置基樁軸力、側摩阻力分布規(guī)律、變截面工字型群樁最佳樁間距、荷載-位移響應、群樁和承臺的荷載分擔、樁間土位移云圖分析得出以下結果：
　　1、群樁荷載超出1.109kN后，由于群樁作用上部樁間土夾持作用開始逐漸減

5、小，上部樁側摩阻力則逐漸增大,下部樁側摩阻力基本沒有改變，這就表明不同位置的基樁樁側摩阻力影響范圍是存在差異的。
　　2、當承臺沉降量超過4％倍樁頭截面長度后，出現(xiàn)承臺下土體荷載分擔比逐漸增大，群樁荷載分擔比減小的趨勢，最后荷載分擔比例趨于平穩(wěn)。
　　3、數(shù)值結果表明由于承臺、土、群樁復雜的相互作用造成不同位置樁頂荷載分配不均的結果，當荷載較小時，呈現(xiàn)出中心樁荷載大于邊樁，邊樁大于角樁的分布規(guī)律，之后隨荷載的增加，群樁中三種