基于數(shù)值分析的根式基礎(chǔ)豎向抗壓承載性能研究.pdf

1、根式基礎(chǔ)是在原有的等截面樁的基礎(chǔ)上在樁身側(cè)壁增加若干個根鍵，通過增加樁身側(cè)壁與土體的接觸面積從而帶動土體抵抗基礎(chǔ)位移變形，最終提高豎向抗壓承載力。根式基礎(chǔ)具有承載力高、沉降變形小、施工工期短、經(jīng)濟效益高等特點。由于根式基礎(chǔ)其受力機理的復(fù)雜性，目前人們對根式基礎(chǔ)承載特性的認(rèn)識還不太充分，根式基礎(chǔ)的理論研究進程遠遠落后于實際工程的應(yīng)用。本文結(jié)合國內(nèi)外現(xiàn)有研究成果，以有限差分軟件分析為手段，進行根式基礎(chǔ)的豎向抗壓承載特性研究，主要研究內(nèi)容為:

2、
　　(1)建立根式基礎(chǔ)和普通樁有限差分模型，進行根式基礎(chǔ)的豎向抗壓承載性能分析。結(jié)果表明，相對于普通樁而言，根式基礎(chǔ)能夠大幅度減小樁身沉降并提高豎向抗壓抗壓極限承載力;在豎向抗壓荷載作用下距樁身側(cè)面一個根鍵長度范圍內(nèi)土體位移場呈波浪狀，樁土位移不一致現(xiàn)象最為明顯;根鍵的存在使根式基礎(chǔ)相較于普通樁在樁身軸力、樁側(cè)摩阻力、極限承載力等承載特性方面都發(fā)生了顯著的變化;各層根鍵下表面水平受力呈現(xiàn)“L”型，即根鍵下表面受拉最大處出現(xiàn)在根鍵

3、與樁身連接處，沿遠離樁身方向根鍵下表面受拉趨勢逐漸減弱，下表面逐漸開始受壓，壓應(yīng)力先增大后減小，在進行根式基礎(chǔ)設(shè)計時根鍵部分應(yīng)重點考慮根鍵與樁身連接處的受力情況。
　　(2)建立不同根鍵水平布置方式、不同根鍵數(shù)量、不同根鍵長度等根式基礎(chǔ)有限差分模型系統(tǒng)地分析了根鍵水平布置方式、根鍵數(shù)量、根鍵長度等對根式基礎(chǔ)豎向抗壓承載性能的影響。結(jié)果表明，不同的根鍵水平布置形式對根式基礎(chǔ)豎向抗壓極限承載力影響不大，但是根鍵以等角度布置相較于以梅花

4、形布置時，根鍵對樁身側(cè)摩阻力發(fā)揮的屏蔽作用更為明顯，則根鍵應(yīng)盡可能采用梅花形布置;根鍵數(shù)量的增加會提高根式基礎(chǔ)的豎向抗壓極限承載力，但是過多的設(shè)置根鍵會降低根式基礎(chǔ)的經(jīng)濟性;根鍵長度的增加能夠提高根式基礎(chǔ)的極限承載力，但是根鍵過長容易造成根鍵局部破壞。
　　(3)對根式基礎(chǔ)的荷載傳遞機理進行分析，研究其受壓狀態(tài)下的破壞模式，結(jié)果表明，根式基礎(chǔ)的破壞機理與基礎(chǔ)根鍵的布置、樁周土層分布及其變形模量、基礎(chǔ)底部土體的性質(zhì)和根鍵的剛度等因素