目前,在樁基工程中,為了滿足人們對不同土質(zhì)、不同施工條件及不同建筑物形態(tài)的要求,樁的型式、施工方法也一直在不停的改變推新。按樁基的施工方法來劃分,目前應用比較廣泛的成樁方法有靜壓成樁、靜壓振動成樁、錘擊成樁、鉆孔成樁等,這些成樁方法都具有各自的優(yōu)點和不足之處。以靜壓成樁法為例,這種樁具有低噪音,無振動,無污染的特點,但是當壓入含水量較少的泥巖等堅硬土層時,由于其極限壓樁力有限,很難得到理想的承載力。如何能夠設計出一種既能夠適用于多種土層條件,又能保證施工質(zhì)量和承載力要求的樁型,成為樁基工程中最具有挑戰(zhàn)的難題。本課題的內(nèi)擊壓灌樁施工技術是兼具靜壓和內(nèi)擊功能的復合型樁基施工技術,這種方法一方面吸收了靜力壓樁的優(yōu)點,另一方面又彌補了其壓樁力有限的不足之處。該成樁方法能夠適應不同的土層條件、保證樁身質(zhì)量、提高單樁承載力、節(jié)省樁基工程的材料用量,減少施工成本。本文利用內(nèi)擊壓灌樁現(xiàn)場靜載荷試驗、樁端的承載性狀的模型試驗、成孔過程的顆粒流數(shù)值模擬和理論分析等手段,對內(nèi)擊壓灌樁的成孔過程以及成孔后的承載性狀等內(nèi)容進行了深入的研究,其主要研究內(nèi)容和成果如下:1.設計了內(nèi)擊壓灌樁、普通靜壓樁、長螺旋鉆孔樁... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：191 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 本課題的研究背景及意義
    1.2 樁基施工技術的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢的概述
        1.2.1 施工技術的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 樁基施工技術的發(fā)展趨勢
    1.3 樁承載機理的研究方法及發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.1 樁土相互作用的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 樁土極限承載特性的研究現(xiàn)狀
        1.3.3 樁土動力承載特性的研究現(xiàn)狀
    1.4 離散元方法在巖土工程中的研究現(xiàn)狀及應用
        1.4.1 離散元方法的研究現(xiàn)狀
        1.4.2 離散元方法在樁基工程中的應用
    1.5 本課題研究的主要內(nèi)容
第2章 內(nèi)擊壓灌樁施工工藝及現(xiàn)場試驗研究
    2.1 引言
    2.2 內(nèi)擊壓灌樁施工工藝
        2.2.1 內(nèi)擊壓灌樁樁機
        2.2.2 內(nèi)擊壓灌樁樁管的設計
        2.2.3 內(nèi)擊壓灌樁成樁的施工流程
        2.2.4 內(nèi)擊壓灌樁測樁方法
        2.2.5 端阻力系數(shù)的定義
    2.3 內(nèi)擊壓灌樁的現(xiàn)場試驗
        2.3.1 實驗目的
        2.3.2 試驗場地概況
        2.3.3 試驗方案
    2.4 試驗結(jié)果分析
        2.4.1 靜載試驗單樁Q-S曲線對比分析
        2.4.2 樁端阻力分析
        2.4.3 荷載分擔
    2.5 本章小結(jié)
第3章 內(nèi)擊壓灌樁成孔機理及端阻力系數(shù)的計算
    3.1 引言
    3.2 離散單元法的基本方程
        3.2.1 物理方程
        3.2.2 運動方程
        3.2.3 接觸模型
        3.2.4 動態(tài)松弛法
    3.3 樁土模型的建立
        3.3.1 土體物理參數(shù)的確定
        3.3.2 樁身模型及樁錘模型的建立
        3.3.3 土體模型的建立
        3.3.4 土體內(nèi)部測量球的設置
        3.3.5 靜壓和內(nèi)擊過程數(shù)值模擬的實現(xiàn)
    3.4 成孔過程的數(shù)值結(jié)果分析
        3.4.1 位移場的變化規(guī)律
        3.4.2 顆粒軌跡的變化規(guī)律
        3.4.3 豎向位移的變化規(guī)律
        3.4.4 徑向位移的變化規(guī)律
        3.4.5 應力場的變化規(guī)律
        3.4.6 孔隙率的變化規(guī)律
    3.5 端阻力系數(shù)的計算
    3.6 不同參數(shù)變化對端阻力系數(shù)的影響分析
        3.6.1 成樁深度對端阻力系數(shù)的影響
        3.6.2 不同樁徑對端阻力系數(shù)的影響
        3.6.3 不同土層性質(zhì)對端阻力系數(shù)的影響
    3.7 本章小結(jié)
第4章 內(nèi)擊壓灌樁成孔過程的振動響應分析
    4.1 引言
    4.2 內(nèi)擊作用沖擊力的計算
    4.3 內(nèi)擊作用下樁土振動方程的建立
        4.3.1 樁的振動方程
        4.3.2 樁側(cè)土的振動方程
        4.3.3 樁端土的振動方程
        4.3.4 邊界條件和連續(xù)條件
    4.4 內(nèi)擊作用下樁土相互作用力的計算
    4.5 內(nèi)擊作用下土體振動響應的計算
    4.6 土體振動的時程曲線
    4.7 內(nèi)擊作用下土體的振動響應對比分析
        4.7.1 水平方向的振動響應
        4.7.2 豎直方向的振動響應
    4.8 本章小結(jié)
第5章 內(nèi)擊壓灌樁樁端位于巖層的承載性狀分析
    5.1 引言
    5.2 樁端基巖的破壞模式
    5.3 節(jié)理基巖的模型試驗
        5.3.1 節(jié)理基巖的制作
        5.3.2 模型箱的制作
        5.3.3 加載方案及測量數(shù)據(jù)的采集
    5.4 破壞模式分析
        5.4.1 裂隙分布模式
        5.4.2 荷載傳遞路徑及最終破壞模式
        5.4.3 楔體形式
        5.4.4 力-位移曲線
    5.5 承載力規(guī)律
        5.5.1 節(jié)理傾角對樁端極限承載力的影響
        5.5.2 節(jié)理數(shù)目對樁端極限承載力的影響
    5.6 樁端基巖破壞模式的的數(shù)值分析
        5.6.1 基巖數(shù)值模型的建立
        5.6.2 不同節(jié)理分布下的破壞模式
        5.6.3 不同節(jié)理分布下的荷載傳遞路徑
    5.7 本章小結(jié)
第6章 樁端承載力的三維極限分析
    6.1 引言
    6.2 極限分析上限法的基本原理
        6.2.1 基于傳統(tǒng)塑性理論的分析方法
        6.2.2 基于廣義塑性理論的分析方法
    6.3 虛功方程
    6.4 破壞準則的選取
    6.5 完整基巖樁端極限承載力的計算
        6.5.1 破壞模式及速度場的建立
        6.5.2 上限法能量耗散的計算
        6.5.3 樁端極限承載力的上限解
    6.6 小傾角節(jié)理基巖樁端極限承載力的計算
        6.6.1 破壞模式及速度場的建立
        6.6.2 上限法能量耗散的計算
        6.6.3 樁端極限承載力的上限解
    6.7 大傾角節(jié)理基巖樁端極限承載力的計算
        6.7.1 破壞模式及速度場的建立
        6.7.2 上限法能量耗散的計算
        6.7.3 樁端極限承載力的上限解
    6.8 算例分析
    6.9 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻
附錄
攻讀博士學位期間發(fā)表的論文及其他成果
致謝
個人簡歷


【參考文獻】：
期刊論文
[1]強風化花崗巖中嵌巖短樁承載特征原位試驗與有限元分析[J]. 白曉宇,張明義,朱磊,王永洪,王靜靜.  中南大學學報(自然科學版). 2017(02)
[2]現(xiàn)澆X形樁低應變瞬態(tài)動測響應三維有限元分析[J]. 范玉明,丁選明,欒魯寶,周仕禮.  中南大學學報(自然科學版). 2016(02)
[3]第七屆全國巖土工程實錄交流會特邀報告——樁基礎的發(fā)展現(xiàn)狀綜述[J]. 聶慶科,周玉明.  巖土工程技術. 2015(05)
[4]樁承式路堤土拱效應顆粒流分析[J]. 郭紅梅.  土木建筑與環(huán)境工程. 2014(06)
[5]動荷載下樁承式路堤的承載特性及機制研究[J]. 許朝陽,周鋒,呂惠,馬耀仁,孟濤,完紹金.  巖土力學. 2014(11)
[6]黃土斜坡樁基豎向荷載傳遞規(guī)律現(xiàn)場試驗研究[J]. 牛富生,許建聰,馬亢.  巖土力學. 2014(07)
[7]豎向土工加筋體對碎石樁承載變形影響的模型試驗研究[J]. 趙明華,顧美湘,張玲,劉猛.  巖土工程學報. 2014(09)
[8]嵌巖樁破壞模式有限元極限分析[J]. 史曼曼,王成,鄭穎人,康景文,董天文.  地下空間與工程學報. 2014(02)
[9]筋箍碎石樁復合地基極限承載力計算[J]. 趙明華,張贊威,劉猛,張玲.  水文地質(zhì)工程地質(zhì). 2014(01)
[10]豎向荷載下加筋碎石樁復合地基數(shù)值分析[J]. 陳建峰,童振湄,柳軍修,馮守中.  巖土力學. 2013(S2)

博士論文
[1]土工袋裝樁樁型復合地基受力變形特性研究[D]. 段園煜.浙江大學 2012
[2]軟化剪脹土中孔擴張理論及沉樁擠土性狀研究[D]. 汪鵬程.浙江大學 2005
[3]靜壓樁擠土效應及施工措施研究[D]. 羅戰(zhàn)友.浙江大學 2004
[4]土體內(nèi)球形空穴擴張及擠土樁沉樁機理研究[D]. 李月健.浙江大學 2001

碩士論文
[1]長春地區(qū)靜壓樁承載性狀及應用研究[D]. 張宇.吉林大學 2009



本文編號：3464798