本文關鍵詞：豎向拉力作用下混凝土擴盤樁盤參數(shù)影響的試驗研究

  更多相關文章： 混凝土擴盤樁 擴大盤懸挑徑 擴大盤坡角 原狀土 ANSYS模擬 模型試驗

【摘要】：混凝土擴盤樁是在原有等截面普通混凝土灌注樁的基礎上發(fā)展起來的,它是通過鉆孔后添加擴大盤來提高樁身整體承載力的一種新型樁基礎形式。其技術原理為:依據(jù)地基土層分布情況,將相對軟弱土層中普通的摩擦樁或者摩擦端承樁在樁身適當位置上,通過專門的擠擴或旋擴設備設置單個或多個擴大盤提高樁端承載力,然后充分利用樁身范圍內各層土體的樁端承載力,進而提高混凝土擴盤樁單樁承載力,達到提高單方混凝土承載力的目的,從而節(jié)省造價和縮短工期。目前對混凝土擴盤樁抗壓極限承載力和土體破壞狀態(tài)的理論和試驗研究均已取得較大成果,但對于混凝土擴盤樁抗拔極限承載力和土體破壞狀態(tài)的理論和試驗研究還不夠完善。鑒于以上情況,本論文針對原狀土情況下不同擴大盤懸挑徑和盤坡角對混凝土擴盤樁承載力及土體破壞狀態(tài)的影響進行試驗研究,并輔助以ANSYS有限元軟件進行模擬分析,進而完善混凝土擴盤樁的現(xiàn)有理論研究。首先,從試驗過程中樁周土體的破壞情況可以看出,混凝土擴盤樁在施加豎向拉力荷載初期,盤上土體逐漸被壓實,隨著荷載的不斷增大,土體的密實程度越來越大。在此過程中,壓實的土體沿著擴大盤邊緣不斷出現(xiàn)裂縫并逐漸向外發(fā)展,這充分說明盤端阻力用線滑移理論來進行計算更加符合實際狀況。其次,根據(jù)ANSYS有限元軟件模擬分析結果和小比例原狀土模型樁試驗的得到位移-荷載曲線,分別研究在不同擴大盤懸挑徑和盤坡角情況下混凝土擴盤樁位移-荷載曲線的變化趨勢以及樁周土體的破壞狀態(tài)。研究結果表明,在豎向拉力荷載作用下,擴大盤懸挑徑長度越大,混凝土擴盤樁的抗拔承載力越大,擴大盤對盤上土體的影響范圍為3~4倍的盤懸挑徑長度;擴大盤坡角在30°~45°情況下,擴大盤坡角度數(shù)越大,混凝土擴盤樁的抗拔承載力越小,且最合理盤坡角為30°~35°,模擬結論和模型試驗結論均與以往小比例非原狀土混凝土擴盤樁抗拔試驗研究相符。本論文的模型試驗是在錢永梅教授的小比例半樁模型試驗的基礎上,完善試驗裝置、試驗方法和試驗過程,使混凝土擴盤樁加載試驗更加方便、容易操作。試驗獨到之處是采用原狀土為試驗土樣,既能保證真實地反映混凝土擴盤樁在豎向拉力狀態(tài)下樁土共同工作的情況,清楚地觀察和記錄土體破壞的全過程,又能保證試驗數(shù)據(jù)的真實性和說服力,有助于對現(xiàn)有混凝土擴盤樁抗拔理論研究進行驗證、完善和補充,從而推動混凝土擴盤樁的研究與廣泛應用。
【關鍵詞】：混凝土擴盤樁 擴大盤懸挑徑 擴大盤坡角 原狀土 ANSYS模擬 模型試驗
【學位授予單位】：吉林建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU473.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 現(xiàn)代樁基礎發(fā)展11-12
• 1.2 混凝土擴盤樁的概述12-14
• 1.2.1 混凝土擴盤樁的由來12-13
• 1.2.2 混凝土擴盤樁的特點13-14
• 1.3 混凝土擴盤樁的發(fā)展及應用概況14-15
• 1.3.1 混凝土擴盤樁國內外發(fā)展概況14
• 1.3.2 混凝土擴盤樁的實際應用14-15
• 1.4 本文課題來源及研究的主要內容15-17
• 1.4.1 課題來源15
• 1.4.2 研究的主要內容15-16
• 1.4.3 課題研究取得的成果和目前存在的問題16-17
• 1.5 本章小結17-18
• 第2章 混凝土擴盤樁在受拉狀態(tài)下原狀土模型試驗18-37
• 2.1 前言18
• 2.2 試驗準備18-30
• 2.2.1 試驗樁制備18-21
• 2.2.2 試驗取土器制備21
• 2.2.3 試驗取土場地選取21-23
• 2.2.4 試驗原狀土提取23-28
• 2.2.5 壓入試驗混凝土擴盤樁28-30
• 2.3 試驗過程30-35
• 2.3.1 試驗加載設備30-33
• 2.3.2 試驗加載過程33-35
• 2.3.2.1 設備安裝過程33-35
• 2.3.2.2 試驗加載過程35
• 2.4 數(shù)據(jù)的采集35
• 2.5 本章小結35-37
• 第3章 混凝土擴盤樁試驗數(shù)據(jù)整理與分析37-53
• 3.1 土體物理力學性能指標37-38
• 3.2 擴大盤懸挑徑不同的模型樁試驗數(shù)據(jù)的整理與分析38-46
• 3.2.1 擴大盤懸挑徑不同的模型樁位移—荷載原始數(shù)據(jù)整理38-41
• 3.2.2 擴大盤懸挑徑不同的模型樁周土體的破壞情況分析41-46
• 3.3 擴大盤坡角不同的樁模型試驗原始數(shù)據(jù)的整理與分析46-51
• 3.3.1 擴大盤坡角不同的模型樁位移—荷載原始數(shù)據(jù)整理46-49
• 3.3.2 擴大盤坡角不同的模型樁周土體的破壞情況49-51
• 3.4 本章小結51-53
• 第4章 ANSYS有限元模擬53-62
• 4.1 ANSYS有限元模擬模型建立53-55
• 4.1.1 模型建立依據(jù)的基本假定53
• 4.1.2 混凝土擴盤樁和土體材料單元類型的確定53-54
• 4.1.3 混凝土擴盤樁與樁周土體接觸面的處理54-55
• 4.2 邊界約束條件及荷載加載方法55-58
• 4.2.1 邊界約束條件設定55-56
• 4.2.2 施加荷載方法56-58
• 4.3 模型尺寸規(guī)格58-59
• 4.4 建立ANSYS模擬模型59-61
• 4.5 本章小結61-62
• 第5章 ANSYS有限元模擬數(shù)據(jù)整理與分析62-80
• 5.1 擴大盤懸挑徑對混凝土擴盤樁影響的有限元模擬分析62-70
• 5.1.1 位移結果分析62-65
• 5.1.2 應力結果分析65-70
• 5.2 擴大盤坡角對混凝土擴盤樁影響的有限元模擬分析70-78
• 5.2.1 位移結果分析70-72
• 5.2.2 應力結果分析72-78
• 5.3 模型試驗和模擬結果的對比分析78-79
• 5.4 本章小結79-80
• 第6章 結論與展望80-82
• 6.1 本文結論80-81
• 6.2 工作展望81-82
• 參考文獻82-84
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文84-85
• 致謝85-87

【參考文獻】

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本文編號：1094311