本文選題：帶帽剛性樁　切入點(diǎn)：復(fù)合地基　出處：《湖南大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：剛性樁復(fù)合地基在深厚軟土地基處理中的應(yīng)用日益廣泛。但由于剛性樁復(fù)合地基在較大荷載作用下,樁體易產(chǎn)生上刺和下刺現(xiàn)象,影響了地基加固效果。為此,工程中引入帶帽剛性樁,它不僅可減少樁的上刺現(xiàn)象,而且可很好地發(fā)揮樁間土的承載能力,從而大大改善了剛性樁復(fù)合地基的承載與變形特性。然而盡管帶帽剛性樁在國(guó)內(nèi)外的工程實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用,但是對(duì)于樁帽的作用機(jī)理以及荷載作用下帶帽剛性樁的承載機(jī)理的研究還處于初級(jí)階段。本文在國(guó)家自然科學(xué)基金“岸邊軟土區(qū)雙向增強(qiáng)復(fù)合地基工作性狀及按沉降差控制智能優(yōu)化設(shè)計(jì)方法(51278186)”課題的資助下,從室內(nèi)模型試驗(yàn)以及理論分析兩個(gè)方面,對(duì)帶帽剛性樁復(fù)合地基加固岸邊軟土地基進(jìn)行了較為深入的研究。在總結(jié)已有的帶帽剛性樁復(fù)合地基理論的基礎(chǔ)上,依據(jù)相似理論進(jìn)行室內(nèi)模型試驗(yàn)的設(shè)計(jì),采用量綱分析方法推導(dǎo)得出帶帽剛性樁復(fù)合地基室內(nèi)模型試驗(yàn)相似準(zhǔn)則,確定室內(nèi)模型試驗(yàn)參數(shù)。通過對(duì)室內(nèi)模型試驗(yàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理,揭示了下臥傾斜硬土層帶帽剛性樁在荷載作用下樁頂壓力的分布呈現(xiàn)中間樁體較大、兩側(cè)樁體較小的試驗(yàn)現(xiàn)象,并對(duì)樁土應(yīng)力比的分布情況進(jìn)行了分析;通過對(duì)帶帽剛性樁樁身軸力以及樁側(cè)摩阻力分布情況的研究,得出在樁帽以下的樁體存在負(fù)摩阻力區(qū)域,并在樁長(zhǎng)約三分之一的位置出現(xiàn)基本不變的等沉面�；谒苄詷O限理論的上限分析法,借鑒已有數(shù)值分析和室內(nèi)模型試驗(yàn)所揭示的帶帽剛性樁破壞模式,構(gòu)建了其運(yùn)動(dòng)許可速度場(chǎng),并引入統(tǒng)一強(qiáng)度理論,根據(jù)能量平衡原理,導(dǎo)得了能考慮中主應(yīng)力影響的帶帽剛性樁極限承載力上限計(jì)算公式。同時(shí)通過參數(shù)分析,得到了帶帽剛性樁極限承載力隨樁帽尺寸、土的粘聚力和內(nèi)摩擦角的變化規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn):考慮中主應(yīng)力影響的帶帽剛性樁的上限解較不考慮時(shí)有較大的提高,對(duì)于帶帽剛性樁承載力計(jì)算時(shí),實(shí)際統(tǒng)一強(qiáng)度理論中反應(yīng)中主應(yīng)力影響的參數(shù)取0.1~0.2附近較為合理。帶帽剛性樁承載力隨著樁帽尺寸的增大而增大,且樁帽直徑與樁徑之比D/d2時(shí),承載力增大趨勢(shì)較為明顯;承載力隨著土體粘聚力和內(nèi)摩擦角的增大而增大。通過與已有理論方法和試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析發(fā)現(xiàn),本文提出的方法不僅在理論上更嚴(yán)密,而且可得到更符合實(shí)際的計(jì)算結(jié)果。
[Abstract]:Rigid pile composite foundation is widely used in the treatment of deep soft soil foundation. However, the pile body is prone to the phenomenon of burr and underburr under the action of large loads, which affects the effect of foundation reinforcement. When rigid pile with cap is introduced in engineering, it can not only reduce the burr phenomenon of pile, but also bring into play the bearing capacity of soil between piles. Thus, the bearing and deformation characteristics of rigid pile composite foundation are greatly improved. However, although rigid pile with cap has been widely used in engineering practice at home and abroad, However, the research on the action mechanism of pile cap and the bearing mechanism of rigid pile with cap under load is still in the primary stage. The method of Intelligent optimal Design for settlement difference Control (512781866), supported by the project, From the two aspects of indoor model test and theoretical analysis, this paper makes a deep research on the reinforcement of soft soil foundation with cap rigid pile composite foundation on the basis of summarizing the existing theory of composite foundation with cap rigid pile. According to the similarity theory, the indoor model test is designed, and the similarity criterion of indoor model test of rigid pile composite foundation with cap is deduced by using dimensional analysis method. The parameters of indoor model test are determined. By analyzing and processing the data of indoor model test, it is revealed that the distribution of pressure on the top of the pile with cap in inclined hard soil is larger than that of the middle pile under load. Through the study of axial force of rigid pile body with cap and the distribution of frictional resistance of pile side, it is concluded that there exists negative friction region in pile body below pile cap, and the distribution of stress ratio between pile and soil is also analyzed, and the distribution of axial force of rigid pile body with cap and frictional resistance of pile side is studied. At the position of the pile length of about 1/3, the equal-settlement surface is basically unchanged. Based on the upper bound analysis method based on plastic limit theory, the failure mode of rigid pile with cap has been revealed by numerical analysis and indoor model test. According to the principle of energy balance and the unified strength theory, the upper limit formula of ultimate bearing capacity of rigid pile with cap considering the effect of medium principal stress is derived. At the same time, through parameter analysis, the limit bearing capacity of rigid pile with cap is analyzed. The variation law of ultimate bearing capacity of rigid pile with cap with pile cap size, cohesive force of soil and angle of internal friction is obtained. It is found that the upper bound solution of rigid pile with cap considering the effect of medium principal stress is greatly improved when the cap size is not taken into account. When calculating the bearing capacity of rigid pile with cap, it is reasonable that the parameter of principal stress influence in the response of practical unified strength theory is around 0.1% 0.2. The bearing capacity of rigid pile with cap increases with the increase of pile cap size, and the ratio of diameter of pile cap to diameter of pile is D / d 2. The increasing trend of bearing capacity is obvious, and the bearing capacity increases with the increase of cohesive force and internal friction angle of soil. By comparing with existing theoretical methods and experimental results, it is found that the method proposed in this paper is not only more rigorous in theory, Moreover, more practical results can be obtained.
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TU473.1

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本文編號(hào)：1596997