【摘要】：隨著土木工程的發(fā)展,樁基礎(chǔ)已成為工程中應(yīng)用最為廣泛的基礎(chǔ)形式之一。在工程建設(shè)需要的推動下,新的樁型、樁體材料及施工工藝不斷涌現(xiàn)出來,專家和學(xué)者們在傳統(tǒng)方樁與圓樁的基礎(chǔ)上研發(fā)了許多異形樁。異形樁因其具有承載力高,工程造價低等優(yōu)點已成為樁基礎(chǔ)的主要發(fā)展方向。工字形樁是一種新型的異形樁,具有較大的比表面積,較高的豎向承載力,節(jié)約材料等優(yōu)點。目前,對工字形樁的研究主要側(cè)重于豎向荷載下樁基的工作性狀,而對水平荷載下樁基的工作性能研究較少。本文通過室內(nèi)縮尺模型試驗、ABAQUS有限元分析及理論分析,研究水平荷載作用下工字形單樁與群樁的承載性能,主要內(nèi)容有:(1)通過室內(nèi)縮尺模型試驗,分析水平荷載作用下工字形單樁的水平承載力、位移及彎矩的分布規(guī)律。結(jié)果表明:工字形樁在垂直翼緣方向比垂直腹板方向的臨界荷載大68%,極限荷載大36%;相同荷載作用下垂直翼緣方向比垂直腹板方向的水平位移小;試驗樁的樁身彎矩主要分布在樁身上部60%以內(nèi),樁身下部受彎矩影響較小。(2)利用ABAQUS有限元軟件模擬,對比相同工況下模型樁與試驗樁的受力性能,驗證有限元計算方法的可靠性,并在此基礎(chǔ)上對比分析m法的理論計算結(jié)果和模型樁的分析結(jié)果,探討樁身截面計算寬度的取值,提出工字形單樁水平承載力的計算公式。(3)運用有限元群樁分析方法,創(chuàng)建水平荷載作用下工字形群樁模型,分析樁間距與承臺埋深對群樁效應(yīng)的影響。結(jié)果表明:隨著樁間距的增大,承臺中心水平位移逐漸減小,群樁效應(yīng)綜合系數(shù)不斷增大,而其增長百分比出現(xiàn)整體減小的趨勢。隨著承臺頂面、承臺底面及承臺底面以下20mm處與土體面相平位置的變化,承臺中心水平位移逐漸增大,群樁效應(yīng)綜合系數(shù)逐漸減小。(4)工字形群樁水平承載力包括樁與樁側(cè)的承載力、承臺側(cè)面的土抗力及承臺底面的摩擦力,根據(jù)樁間距與承臺埋深對群樁效應(yīng)的影響,提出群樁水平承載力的計算公式。
【學(xué)位授予單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU473.1
【圖文】：

技術(shù)路線

(2)彈性地基反力法彈性地基反力法采用 Winkler 地基模型，即假設(shè)土體是彈性體，利用梁的彎曲理論計算樁的水平抗力，認(rèn)為地基反力q 是隨深度 z 發(fā)生變化且與樁的位移 x 的 m 次方成比例的函數(shù)，即( )mq k z x（2-4）式中：k —由土的彈性決定的系數(shù)。按照不同的指數(shù) m，選擇不同的彈性地基反力法：當(dāng) m=1 時采用線彈性地基反力法，當(dāng) m≠1 時采用非線性彈性地基反力法。由于非線性彈性地基反力法計算非常復(fù)雜實際工程應(yīng)用非常少。按照不同的地基系數(shù) k ( z )，線彈性地基反力法分為張氏法、k 法、m 法和 c 法等，見圖 2-1。

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本文編號：2739919