樁基負(fù)摩阻力特性的理論與試驗研究.pdf

1、負(fù)摩阻力樁的樁--土相互作用十分復(fù)雜。盡管國內(nèi)外對這個問題的研究持續(xù)了約七十年，但許多問題還有待進(jìn)一步的研究。在國內(nèi)外負(fù)摩阻力研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合湖南省自然科學(xué)基金課題和湖南省建設(shè)廳科研課題的研究，開展了本文的研究工作。通過理論分析、現(xiàn)場試驗和數(shù)值模擬分析相結(jié)合的方法進(jìn)行研究，對樁的負(fù)摩阻力有了更全面和深入的認(rèn)識，主要研究工作包括以下幾個方面： 1．分析樁基負(fù)摩阻力發(fā)生的實際加載過程，將加載次序分為樁頂荷載施加之后再施加負(fù)摩阻力和

2、施加負(fù)摩阻力之后再施加樁頂荷載兩種工況。在此基礎(chǔ)上，首次提出考慮樁頂荷載及加載次序的負(fù)摩阻力樁的剪切荷載傳遞分析的解析方法。通過與有限元分析結(jié)果的對比，證明考慮加載次序的分析在理論上是可靠的，也是可行的。 2．無論是本文的解析分析方法結(jié)果，還是現(xiàn)場試驗和有限元分析結(jié)果均得到了樁的負(fù)摩阻力隨著樁頂荷載和土體固結(jié)時間變化的規(guī)律： ①無樁頂荷載作用時沉降最小、中性點位置最低的，下拽力最大。有樁頂荷載作用時，沉降明顯增加、中性點

3、的位置明顯上升，下拽力減小。而且隨著樁頂荷載的增加，這些指標(biāo)的差距加大。 ②在土體固結(jié)初期，有樁頂荷載樁的中性點位置呈現(xiàn)由淺到深的變化，無荷載樁的中性點由較深的位置向較淺的位置變化。與無樁頂荷載時比較，樁頂荷載的作用推遲了負(fù)摩阻力出現(xiàn)的時間。 3．通過有限元分析，對影響負(fù)摩阻力樁特性的加載次序、樁身材料彈性模量等因素做了進(jìn)一步分析研究。同時還對端承樁的負(fù)摩阻力特性進(jìn)行了研究，得到了一些負(fù)摩阻力樁基的荷載傳遞規(guī)律：

4、 ①不同的加載次序會帶來不同的結(jié)果，負(fù)摩阻力先出現(xiàn)時，中性點的位置比較低，樁基沉降比較小。這種差距隨著樁頂荷載的增加而加大。負(fù)摩阻力先出現(xiàn)時，下拽力小于樁頂荷載先施加的情況，這種差距隨著樁頂荷載的增加而增大。 ②樁身材料的彈性模量也是影響負(fù)摩阻力特性的重要因素。樁體材料彈性模量存在一個臨界值，當(dāng)樁體材料模量大于此值時，負(fù)摩阻力特性與常規(guī)樁相同。樁體材料模量小于此值時，樁身壓縮變形增大，樁頂位移和樁端位移會有很明顯得差異，會造成中

5、性點位置上移，樁身中最大附加應(yīng)力降低。③樁頂荷載的作用同樣會使得端承樁的負(fù)摩阻力特性改變，而不是以往認(rèn)為的基本不變。與無樁頂荷載時相比，荷載的作用使得端承樁的沉降增加、下拽力減小、中性點位置上升。隨著荷載的增加，負(fù)摩阻力特性的差距就越大。 4．采用有限元法分析了復(fù)合地基中加固樁體在地下水位下降后的負(fù)摩阻力特性。地下水位下降后，復(fù)合地基中加固樁體的負(fù)摩阻力比降水前明顯增大，加固樁體和基礎(chǔ)沉降增大，加固樁體的軸力增加，樁-土應(yīng)力比提