深圳地区抗拔桩工程特性及检测分析方法研究

作     者：李衍航 

作者单位：上海交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈龙珠;杨立

授予年度：2016年

学科分类：081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：抗拔桩 现场实测 自平衡法 荷载传递法 统一三折线 修正位移协调法 

摘      要：近年来,随着我国基础设施建设的迅猛发展,抗拔桩得到了较广泛的应用。然而,抗拔桩的理论分析和研究却远远落后于实际工程实践,现阶段的设计计算方法也多借鉴于抗压桩,有必要对抗拔桩的荷载传递机理和设计计算方法展开研究。基于此,本文以现场实测、理论推导及数值模拟为研究手段,对抗拔桩的荷载传递机理进行了相关研究。主要内容和结论如下:(1)对深圳地区某工程抗拔桩的传统静载试验与自平衡法试验成果进行了较为深入的比较分析。分析结果表明:试桩上拔荷载-位移(U-δ)曲线为缓变型;传统抗拔法试验测得的桩身轴力随深度增加呈现逐渐减小的趋势,自平衡法试验结果完全相反,但极限状态下的侧摩阻力分布在整体上是相似的。(2)对抗拔桩的承载能力与变形的计算主要采用荷载传递法,荷载传递函数则采用统一三折线型模型,该表达式的优点是可以将传统抗拔桩与自平衡法抗拔桩的荷载传递函数进行统一,简化方程表达式、便于计算;又可以较好地拟合实测数据点。荷载传递法求解主要采用修正位移协调方法。对抗拔桩的传统抗拔法试验、自平衡法试验采用不同的收敛准则进行修正计算。修正位移协调法可以计算各级荷载下的抗拔桩承载特性,对桩顶位移较小的自平衡法试验计算也有足够高的精度。通过与实测数据对比,验证了所研究统一三折线荷载传递模型与修正位移协调法的有效性及正确性。(3)运用有限元软件ABAQUS对抗拔桩在实际工程条件下建模来进行模拟,模拟结果与试验数据结果基本相符,表明运用ABAQUS软件来模拟实际工况是可行的。又运用ABAQUS对抗拔桩在传统抗拔法试验和自平衡法试验两种不同工况下进行数值模拟,对比分析了它们的荷载-位移曲线、轴力分布以及桩侧摩阻力分布,结果表明两种测试方法主要在摩阻力发挥上有先后之分,轴力分布由于加载位置不同也有所不同,运用自平衡法代替传统抗拔法试验是可行的。综上所述,本文针对抗拔桩的受力特性,深入研究了深圳地区抗拔桩试验和设计计算方法,并通过现场实测及数值模拟进行了比较分析,其结果有益于解决实际工程问题。