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实际工程中,钻孔灌注桩的竖向承载性能关系到上部结构的安全性。因土体材料性质、地下水位条件不同,钻孔灌注桩竖向承载性能也会发生较大变化。为研究土体本身性质和地下水条件的改变对钻孔灌注桩竖向承载性能的影响,进行了单桩室内竖向承载模型试验研究,针对桩体孔壁的稳定和缺陷桩体的竖向承载性能,进行了有限元分析。本文主要的研究工作如下:(1)考虑了三种土质及三种含水率条件,研制了桩体与土层界面滑移试验装置,进行了单桩与土层之间的界面滑移试验研究。分析了不同土体材料、含水率状态等因素对桩侧摩阻力发挥的影响规律。研究结果表明,不同土质下桩侧摩阻力—滑移曲线趋势相近。滑移值较小时,侧摩阻力随着滑移值增大而增大;滑移值较大时,侧摩阻力趋于稳定,且土层位于最优含水率时,侧摩阻力发挥性能较好。(2)研制了能够考虑土体内部水位高度变化的试验装置,并针对三种土质下单桩的竖向承载性能,分别进行了自然状态和浸润地下水状态试验。研究结果表明,地下水使得土体的有效应力减小,会减弱桩体与土层之间的摩擦滑移特性,从而使得单桩竖向承载性能降低幅度较大;同时压实系数相同时,细砂土层下单桩竖向承载性能发挥最大。(3)基于有限元软件ABAQUS,进行了多种尺寸工况下桩孔的横向变形性能分析。研究结果表明,长三角近前缘地区土层横向变形较大位置多出现在13m~20m之间;孔径一定时,桩孔越深,底部土层横向变形也大;孔深一定时,孔径越大,土层的横向变形越大,可为该地区施工时预防孔壁坍塌和选择合理的桩体尺寸提供参考。(4)利用有限元软件ABAQUS,分析了多种泥浆比重工况下桩孔的横向变形性能。研究结果表明,泥浆比重越大,孔壁的横向变形也越小,但泥浆比重继续增大时,孔壁的横向变形较为接近。(5)通过有限元软件ABAQUS,模拟了多种缺陷工况下单桩的竖向承载性能。研究结果表明,桩侧泥皮和桩端沉渣厚度越大,单桩的竖向承载性能将会减小,及竖向极限承载性能损失率增大;桩体缩径程度对单桩竖向极限承载影响较小,但缩径程度越大,缩径位置处桩体轴力变化也越大。该论文有68个图,表29个,参考文献108篇。