【摘 要】
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自平衡测试法是当今新兴起的一种桩基承载力的测试方法,该方法是将荷载箱预置在桩身中,对上段桩和下段桩同时加载,利用桩的自重、摩阻力和桩端阻力来间接测试出桩的极限承载力,与传统方法的堆载法和锚固法相比,自平衡测试法具有对场地要求小、安全性高、经济和工期时间短等优点,在国外得到了广泛的应用与推广。但由于自平衡测试法与传统静载试验在荷载施加位置和荷载传递机制上的不同,桩身的受力分布也大不一样,自平衡测试法
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自平衡测试法是当今新兴起的一种桩基承载力的测试方法,该方法是将荷载箱预置在桩身中,对上段桩和下段桩同时加载,利用桩的自重、摩阻力和桩端阻力来间接测试出桩的极限承载力,与传统方法的堆载法和锚固法相比,自平衡测试法具有对场地要求小、安全性高、经济和工期时间短等优点,在国外得到了广泛的应用与推广。但由于自平衡测试法与传统静载试验在荷载施加位置和荷载传递机制上的不同,桩身的受力分布也大不一样,自平衡测试法得到的承载力需要通过摩阻力转换系数等效转换为静压桩的承载力。转换系数取值大小对桩基承载力有较大影响,但由于转换系数与地层条件、桩尺寸等有关,需要进对其深入研究。本文基于自平衡测试法和传统静压桩的室内模型对比试验及数值模拟,分析两种测试方法桩的承载机理,研究极限承载力对比方法和等效位移曲线对比方法得到的转换系数;对工程自平衡试桩实例进行了模拟,分析土层参数、桩土刚度比、桩径比等不同因素对转换系数的影响。主要研究内容和结论如下:1.在砂土和红土两种土体条件下分别进行自平衡测试法和传统静压桩两种室内模型试验,得到两种试验的Q-s曲线及桩的内力分布图;并通过极限承载力对比方法和等效位移曲线对比方法得到相应的转换系数,极限承载力对比方法得到的转换系数比等效位移法得到的转换系数稍大。通过转换系数去生成等效Q-s曲线,结果表明等效位移曲线对比方法拟合的Q-s曲线与真实值更为接近,而极限承载力对比方法的结果更偏安全。2.对自平衡测试法和传统静压桩模型试验进行了plaixs3d软件的有限元模拟,得到了Q-s曲线及桩的内力分布图,模拟结果与试验吻合较好。采用有限元软件对自平衡测试法和传统静压法承载机理的研究是可行的。3.基于一个典型工程自平衡试桩的现场试验,通过plaxis3d软件模拟了该工程的自平衡试桩试验和同条件下传统静压法试验。获得对应的Q-s曲线及桩身轴力、位移云图;通过极限承载力对比方法和等效位移曲线对比方法得到两种转换系数,其值分别为0.83和0.78,均小于工程取值1.0,得出工程中转换系数取值偏保守。4.通过plaxis3d软件模拟了不同影响因素对转换系数的影响。土体的粘聚力及内摩擦角对转换系数取值影响较小;桩土刚度比越大,则转换系数也越大;桩径比l/d增大则转换系数也增大;平衡点位置距桩底距离越近,则转换系数越大。对多层土,可通过各土层的转换系数结合相应土层厚度进行加权平均的方法计算出转换系数。其规律为转换系数合理取值提供了较重要的依据。
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