基于單樁載荷試驗(yàn)推算群樁基礎(chǔ)沉降的研究.pdf

1、樁基礎(chǔ)工程中，一般都要進(jìn)行單樁的靜載荷試驗(yàn)，由此取得單樁的荷載位移曲線(P-s曲線)。目前單樁P-s曲線只是較多地應(yīng)用于單樁設(shè)計(jì)承載力的驗(yàn)證，或用于反參數(shù)計(jì)算。雖然單樁P-S曲線包含了豐富的樁土相互作用信息，應(yīng)該說(shuō)在一定程度上直接反應(yīng)了現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)狀況的力學(xué)性態(tài)。但是目前很少用于樁基礎(chǔ)沉降計(jì)算中。P-S曲線沒(méi)有得到充分合理的利用。因此，如何以單樁荷載試驗(yàn)得到的荷載位移曲線推求群樁沉降是工程界關(guān)心的問(wèn)題。 本文以群樁的樁樁、樁土、土樁

2、相互作用系數(shù)為基礎(chǔ)，基于單樁載荷試驗(yàn)，探討單樁變形與群樁沉降之間的關(guān)系。主要展開(kāi)了以下研究： 1.單樁靜載荷試驗(yàn)的試驗(yàn)環(huán)境雖然對(duì)極限承載力影響較小，但是對(duì)試樁的荷載位移曲線的影響是不可忽視的。因此在采用樁土體系的剛度時(shí)，對(duì)堆載法、錨樁法和自平衡法三種常見(jiàn)的試樁方式對(duì)荷載位移曲線的影響做了詳細(xì)地討論，并且對(duì)三種載荷試驗(yàn)得出的荷載位移曲線進(jìn)行了合理修正。特別是針對(duì)工程常用的錨樁試樁法，應(yīng)用Mindlin解，給出了錨樁上拔量對(duì)試樁影響

3、的解答。 2.在考慮單樁樁土相互作用特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，基于樁土界面剪應(yīng)力與相對(duì)位移呈雙曲線關(guān)系，建立了合理的單樁計(jì)算模型：該模型考慮了樁土界面的非線性，樁以外的土體工作性態(tài)是線性的，提出樁土之間的界面是廣義的協(xié)調(diào)變形。 3.本文應(yīng)用可考慮樁存在的有限元方法對(duì)樁-樁相互作用系數(shù)進(jìn)行數(shù)值分析，通過(guò)大量的數(shù)值計(jì)算，由數(shù)據(jù)回歸分析推求出相互作用系數(shù)的簡(jiǎn)略計(jì)算公式。并且和不可考慮樁存在的Poulos方法進(jìn)行了比較。對(duì)建立合理的力學(xué)模型

4、求解相互作用系數(shù)有很好的指導(dǎo)意義，為準(zhǔn)確地運(yùn)用單樁載荷試驗(yàn)荷載唯一曲線推求群樁的沉降有很大的意義。 4.針對(duì)目前彈性理論在計(jì)算樁-樁、樁-土、土-樁相互作用系數(shù)時(shí)不能考慮樁本身存在的影響，基于Muki理論提出了可以考慮樁存在對(duì)相互作用系數(shù)影響的力學(xué)模型。 a)基于Muki理論，提出了樁樁相互作用系數(shù)計(jì)算的力學(xué)模型，編制了相應(yīng)的程序。 計(jì)算結(jié)果比彈性理論計(jì)算的相互作用系數(shù)要小，但比有限元計(jì)算的相互作用系數(shù)

5、要大。該力學(xué)模型可以從一定程度上考慮樁存在對(duì)相互作用系數(shù)的影響。 b)樁對(duì)土體的影響系數(shù)可以直接應(yīng)用Muki理論的單樁力學(xué)模型計(jì)算。 c)建立了土體對(duì)樁影響系數(shù)計(jì)算模型，模型考慮了樁體存在對(duì)相互作用系數(shù)的影響。 5.從群樁沉降效應(yīng)系數(shù)研究出發(fā)，結(jié)合單樁載荷試驗(yàn)的荷載位移關(guān)系預(yù)估和計(jì)算群樁沉降。提出單樁載荷試驗(yàn)得出的單樁沉降分為可恢復(fù)的彈性部分和不可恢復(fù)的塑性部分，在計(jì)算群樁平均沉降時(shí)只考慮沉降彈性部分的群樁效應(yīng)疊