大直徑擴底灌注樁的工作性能研究.pdf

1、大直徑擴底灌注樁具有承載力高、沉降小、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于大跨度橋梁、高聳結(jié)構(gòu)中。迄今為止，大直徑擴底灌注已在我國發(fā)展三十多年，在機械成孔和沉降計算方面均取得長足的進步，對于橫向荷載作用下的動靜力響應(yīng)特性研究也在蓬勃發(fā)展；但由于擴大端的存在，其設(shè)計中機械成孔的擴孔壓力大小，豎向荷載作用下的沉降計算及地震荷載作用下的抗震特性與等直徑樁相比，存在較大差異。因此，本文對大直徑擴底樁的球孔擴孔壓力計算、豎向荷載作用下的沉降計算以及地震荷

2、載作用下的動力響應(yīng)分析等方面進行研究，以期完善大直徑擴底灌注樁的設(shè)計計算理論。主要內(nèi)容包括：
　　(1)擴底樁擴孔壓力的理論研究?；诳臻g準(zhǔn)滑動面（SMP）準(zhǔn)則，考慮塑性區(qū)彈性變形，從能量耗散的角度分析球孔擴張的全過程，利用應(yīng)力不變量推導(dǎo)符合球孔擴張的屈服準(zhǔn)則，分別導(dǎo)出彈塑性區(qū)應(yīng)力、位移、應(yīng)變表達式；利用體積守恒和能量守恒推導(dǎo)出擴孔壓力的表達式，并給出擴孔壓力p、塑性區(qū)半徑R與擴孔半徑a的關(guān)系。算例分析可知，本文方法計算的擴孔壓力

3、與現(xiàn)場試驗得出的結(jié)果較好的吻合，塑性區(qū)半徑和擴孔壓力均隨擴孔半徑的增加而增大，但增幅逐漸減小而趨于穩(wěn)定值，剪脹角對塑性區(qū)半徑和擴孔壓力影響顯著，隨著剪脹角的增加，塑性區(qū)半徑和擴孔壓力明顯增加。
　　(2)擴底樁的沉降計算方法?？紤]壓縮模量的深度效應(yīng)，對已有的大直徑擴底灌注樁沉降計算公式進行修正。取土體微單元進行受力分析，并引入深度對壓縮模量的影響，建立室內(nèi)壓縮模量與變形模量的關(guān)系，代入擴底樁沉降計算公式，得出擴底樁沉降計算修正公式

4、。分別采用修正前和修正后的計算公式對某工程實例進行沉降計算。結(jié)果表明，修正后的計算結(jié)果與實測數(shù)據(jù)吻合更好。同時，數(shù)值計算結(jié)果也表明，與壓縮模量Es修正前的計算沉降相比，壓縮模量Es修正后的計算沉降與實測沉降更加吻合。
　　(3)擴底樁在地震荷載作用下的動力響應(yīng)分析。樁周土采用Drucker-Prager彈塑性模型，以考慮土體的非線性；樁與樁周土之間設(shè)置接觸以考慮樁—土接觸非線性；通過借助ABAQUS有限元軟件，分別建立地震荷載作用