盘间距对水平力作用下扩盘桩土体破坏状态影响研究

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混凝土扩盘桩作为一种新型的桩基础型式,其特点是具有承载力高、抗倾覆能力强、沉降量小、施工工艺简单、适用成桩工艺范围广以及适应性强等诸多优点。能够充分利用工程地质条件,在达到承载力的同时可以缩短桩长,节约建筑材料用量,实现更好的社会价值,因此具有较好的发展前景。目前,国内外学者对竖向荷载作用下混凝土扩盘桩影响状态的研究已经较为成熟,但对水平荷载作用下混凝土扩盘桩影响状态的研究相对较少,在现有的研究当中,其研究内容更侧重于对桩身受力特性的分析,对桩周土体的破坏状态分析较少,而当混凝土扩盘桩刚度足够大时,桩周土体的破坏状态最终决定了其水平承载力的计算方法;在对混凝土扩盘桩水平承载力影响因素的理论研究中,对盘位置这一因素研究较多,而对盘间距、盘坡脚、盘数量、盘径、盘截面型式等其他因素研究较少,同时也缺乏相关试验研究。在仅有的少量对盘间距研究的文献中,大多通过有限元软件进行模拟分析,无法准确地判断桩周土体的破坏状态。本文主要以承力扩大盘间距为主要参数变量,通过ANSYS有限元软件数值模拟,分析水平荷载作用下不同盘间距模型桩桩顶水平位移、桩身弯矩和桩周土体应力的变化关系,确定盘间距这一参数对混凝土扩盘桩水平承载力的影响;同时,根据ANSYS有限元模拟中的桩土构筑模型,设计并进行原状土小比例半截面模型桩试验研究,全程观测不同盘间距模型桩土作用变化过程,直接观察和分析桩顶水平位移随荷载变化趋势和桩周土体破坏情况,验证ANSYS有限元模拟中得出的结论,进一步确定盘间距对混凝土扩盘桩水平承载力的影响。通过本文的研究能够定性地确定水平荷载作用下混凝土扩盘桩的破坏特征和盘间距的大小对其水平承载力的影响,完善了混凝土扩盘桩的设计理论基础,为该型桩的进一步研究提供了借鉴,有益于该型桩在未来实际工程中的推广应用。
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