【摘 要】
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黄土是一种主要由风力搬运形成的软弱粉状沉积物,约占陆地面积的10%左右,螺纹桩复合地基是当前黄土地基加固的一种良好手段,但因其几何形状特殊,与黄土的相互作用机理尚不明晰,对其设计方法的研究严重不足,使螺纹桩的应用面临诸多挑战。本研究旨在从混凝土螺纹桩的定义入手进行分析,总结工程实践经验,为后续工程应用提供参考;通过对螺纹桩的荷载传递、破坏模式和承载力计算来研究螺纹桩的力学行为,并对螺纹桩的最优几何
【基金项目】
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the Chinese National Natural Science Foundation（No.42077248）；
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黄土是一种主要由风力搬运形成的软弱粉状沉积物,约占陆地面积的10%左右,螺纹桩复合地基是当前黄土地基加固的一种良好手段,但因其几何形状特殊,与黄土的相互作用机理尚不明晰,对其设计方法的研究严重不足,使螺纹桩的应用面临诸多挑战。本研究旨在从混凝土螺纹桩的定义入手进行分析,总结工程实践经验,为后续工程应用提供参考;通过对螺纹桩的荷载传递、破坏模式和承载力计算来研究螺纹桩的力学行为,并对螺纹桩的最优几何构造提供建议:（1）首先,对相关文献进行总结,阐明螺纹桩的用途、研究目的和设计方法。采用ABAQUS软件,建立二维有限元（FEM）模型,运用Mohr-coulomb准则,研究了桩土界面特性、土体抗剪强度和螺纹桩结构尺寸对其承载力的影响。（2）随后,与其他研究者的实验数据进行对比,结果差异不到20%。表明建立的数值模型可以反映实际情况,对于螺纹桩的研究而言是准确的。（3）结果表明影响螺纹桩竖向承载力的关键因素是土体抗剪强度指标、螺牙间距和螺牙宽度。对螺纹桩的塑性区进行了分析,明确了其破坏模式和竖向荷载传递过程。（4）通过与实际工程试验对比,分析了桩土相互作用,得到了螺纹桩和圆形直桩的q-s曲线以及在不同荷载下的位移场。结果表明螺纹桩的承载力是圆形直桩的1.5—3倍,同时验证了螺纹桩周围土体连续拱状破坏面理论。此外,发现随着螺距的减小(Smin=0.6m),土体破坏面趋于线性;当螺距增大时(Smax=2m),破坏面集中于螺牙外侧。设计人员在采用螺纹桩进行黄土地基设计时,需要考虑这些结果。
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