【摘 要】
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Y形桩作为一种新型桩,其反拱圆弧侧摩阻力存在的分布不均匀现象、反拱圆弧摩擦受力面是否会产生摩阻弱化效应、单桩极限承载力和端阻比如何确定等技术问题,都有待进行研究。
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Y形桩作为一种新型桩,其反拱圆弧侧摩阻力存在的分布不均匀现象、反拱圆弧摩擦受力面是否会产生摩阻弱化效应、单桩极限承载力和端阻比如何确定等技术问题,都有待进行研究。本文主要研究内容包括：(1)通过孔扩张理论研究具有反拱曲面的Y形桩侧摩阻力不均匀分布模型、极限桩端阻力；(2)基于不均匀分布模型计算Y形桩侧摩阻力附加应力系数,研究其变化规律；(3)建立Y形桩沉降及单桩极限承载力计算理论；(4)通过数值模拟,研究Y形桩侧摩阻力、端阻力和端阻比的变化规律,并与理论计算结果进行对比。本文主要创新工作和结论如下：(1)通过孔扩张理论,研究具有反拱曲面的Y形桩桩周土压力及侧摩阻力分布性状、极限桩端阻力,研究侧摩阻力、端阻力、端阻比随桩长、外包圆半径、模板弧度、开弧间距、夹角度数的变化规律。Y形桩沉桩侧摩阻力沿桩周是不均匀分布的,桩周反拱曲面弧顶处侧摩阻力最小,随着远离反拱曲面弧顶,侧摩阻力呈现增大趋势,尖角处的侧摩阻力达到最大。(2)根据Y形桩侧摩阻力分布模型的函数表达式,基于Mindlin应力解,通过数值积分建立考虑反拱曲面Y形桩实际截面形状和侧阻力不均匀分布性状的的附加应力系数计算方法,研究桩长、外包圆半径、模板弧度、开弧间距、夹角度数等参数对附加应力系数的影响,并与侧阻力均匀分布解和Geddes解进行比较。与均匀分布模式相比较,侧阻力整体分布集中度更小,故不均匀分布解计算结果相对偏小(3)根据不均匀分布模型下Y形桩侧摩阻力附加应力系数和端阻力附加应力系数计算不同荷载作用下的桩端沉降,通过荷载-沉降规律预测Y形桩单桩极限承载力,与基于极限侧阻力和端阻力算法得到的极限承载力进行比较,讨论Y形桩沉降及承载力的影响因素。(4)通过三维数值模拟,研究Y形桩侧摩阻力和端阻力、桩端沉降、Q-s曲线,端阻比的特性及变化规律,并与理论计算结论进行对比,有限元模拟结果与理论计算结果吻合良好
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