基于接觸效應(yīng)的大直徑灌注樁力學(xué)性能研究.pdf

1、伴隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、科技進(jìn)步和城市化進(jìn)程，高層建筑以其節(jié)約土地資源的顯著特點(diǎn)，被大量建造并成為今后建筑發(fā)展的主流。高層建筑的基礎(chǔ)形式廣泛采用承載力高、穩(wěn)定性好、沉降及差異變形小、對(duì)復(fù)雜地質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)的樁基礎(chǔ)。目前在樁基設(shè)計(jì)中，單樁的承載力和沉降的計(jì)算與分析是技術(shù)關(guān)鍵。在傳統(tǒng)的工程實(shí)際設(shè)計(jì)和有限元數(shù)值模擬中，基于工程問(wèn)題的簡(jiǎn)化和樁土接觸面參數(shù)選取困難等因素，通常假設(shè)土體為連續(xù)介質(zhì)單元、樁土界面共面、位移協(xié)調(diào)而不考慮樁土之間的剪切滑移作用。這種

2、簡(jiǎn)化在單樁處于小荷載、低應(yīng)變、彈性狀態(tài)下是能夠滿足實(shí)際工程精度需求的，但在單樁處于大荷載、高應(yīng)變、塑性狀態(tài)下就會(huì)同工程實(shí)測(cè)結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差。鑒于此本文在考慮樁土間不連續(xù)性、剪切滑移的基礎(chǔ)上，通過(guò)在樁土之間設(shè)置接觸單元，進(jìn)而對(duì)單樁在豎向荷載作用下的沉降、承載力、軸力、側(cè)阻力等性狀進(jìn)行研究，得出相關(guān)結(jié)論。主要內(nèi)容如下:
　　(1)全面綜述了有限元中接觸單元類型、本構(gòu)模型及接觸單元研究現(xiàn)狀。在詳細(xì)研究法向關(guān)系、切向關(guān)系、接觸界面條件、

3、Coulomb摩擦類型和接觸界面條件弱形式的基礎(chǔ)上，總結(jié)了有限元中接觸單元的力學(xué)機(jī)理和計(jì)算方法。
　　(2)通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)大直徑鉆孔灌注樁豎向靜載荷試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，全面研究樁在豎向荷載作用下的荷載～沉降關(guān)系、樁身軸力、樁端阻力和樁側(cè)摩阻力的性狀。
　　(3)通過(guò)在樁土接觸面處設(shè)置接觸單元，對(duì)大直徑鉆孔灌注樁進(jìn)行有限元數(shù)值模擬分析。有限元計(jì)算結(jié)果與工程實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證了接觸單元能有效地模擬樁土剪切滑移、荷載傳遞、單樁沉降和承