桩间距对CEP桩双桩抗压破坏状态及承载性能影响研究

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近年来,最新提出的混凝土扩盘桩(Concrete Expanded-plate Pile,以下简称CEP桩)是一种新型变截面灌注桩,其原理是在桩身的适当部位增加承力扩大盘,该桩型的主要特点有:比普通灌注桩大大提高了桩的抗压、抗拔以及抗倾覆能力,能够更好地适应各种工程地质环境;桩身沉降量减小,增强桩基稳定性;成桩操作简便,降低工程成本;施工效率更高,废弃泥浆排放少等优点。截至目前,国内外学者对于竖向压力作用下CEP单桩的性能研究比较完善,双桩的基础理论还很欠缺,实际工程中桩间距的大小对桩基的承载力影响较大。本论文将深入研究CEP双桩基础在竖向压力作用下,桩间距的变化对桩周土体的破坏机理及承载力影响。本论文通过ANSYS模拟和可实时观测的半面桩小模型原状土试验研究相结合的方法进行对比分析。结合前期的研究数据,控制单一变量—CEP双桩的桩间距,在相同竖向压力作用下,研究桩间距的不同对抗压性能和桩周土体破坏状态的影响。有限元模拟部分,运用ANSYS软件对CEP双桩进行模拟分析,根据相同竖向压力作用下的位移云图、应力云图和各类曲线图进行分析。试验研究中,制作特定的取土器及试验加载装置,根据可视化小比例模型CEP双桩在竖向压力作用下的桩周土体状态进行拍照记录并收集相关数据。通过试验结果和模拟结果进行对比分析得到,CEP双桩的盘下土体破坏状态仍符合滑移线理论,但桩间土破坏状态会受到盘间距的影响,随着盘间距的增大,影响逐渐减小,盘端间距大于2.5倍悬挑径才能够有效避免双桩效应,结合抗压承载能力和经济效益综合考虑,确定CEP双桩基础合理的桩间距范围,确定桩间距对抗压承载力计算公式的影响系数,用于CEP双桩抗压承载力计算公式。通过本论文对CEP双桩进行的理论和试验研究分析,定性地确定了在竖向压力作用下CEP双桩发生破坏时的特征以及桩间距的大小对其竖向压力荷载的影响,为CEP双桩以及群桩基础的发展奠定了理论基础,很好地促进在实际工程中的发展与应用。
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