静压桩贯入阻力实测分析与数值模拟

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预制桩配合静压法施工,具有贯入能力强、承载力高、保护环境、在沉桩过程中能随时观察到压桩力等优点,在部分城市,特别是人群密度高的地区,正逐渐成为常用的施工方法。目前学者对静压桩的研究大多集中在“挤土”方面。本文结合烟台地区地质条件下几个工程的静压桩进行了一系列沉桩阻力试验及数值模拟,找出静压桩沉桩阻力及承载力的相关规律,对今后该地区静压桩的设计及施工提供了一定的参考依据。⑴阐述了静压桩的沉桩机理,以及在砂性土及黏性土中的沉桩特性。选取了烟台地区三个工程,并对其沉桩阻力进行了测试,通过测试数据及沉桩阻力曲线对静压桩沉桩规律进行了研究。⑵预制桩承载力随时间增长这一特性越来越受到工程技术人员的重视。研究桩承载力时间效应可以合理的预测承载力增长,从而在设计阶段正确的估算单桩承载力特征值,对节约造价有着非常实际的工程意义。本论文通过在静压桩桩端安装土压力盒的方法分离端阻力及桩侧阻力,研究沉桩过程中端阻力及侧摩阻力的变化规律。通过静载荷试验研究沉桩过程中侧摩阻力的变化,通过后期对桩进行复压的方法对静压桩的承载力时效性进行研究。对今后类似土质条件下的桩基承载力的预测提供了参考。⑶利用数值分析软件ABAQUS对烟台某工程的静压桩进行了连续贯入仿真研究。在分析步中用向下的位移边界条件控制桩到达指定位置,本构模型选择摩尔-库伦(Mohr-Coulomb)模型,选用了一种合理的地应力平衡方法,使用非对称求解器求解,运算后得到了较好的收敛结果。对结果文件中不同贯入深度的径向应力、竖向应力进行了分析。用定义截面的方法提取轴力与工程中的实测沉桩阻力进行了比较。⑷选取几个计算沉桩阻力的经验公式,分析了其优缺点,用实际工程数据验证其精确度。利用Visual Basic6.0编程软件编制了一个静压桩沉桩阻力估算软件,软件具有可视化的友好界面,可快速的计算沉桩阻力并绘制沉桩阻力曲线。
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