管桩水平承载力及其影响因素研究

作     者：李宗效 

作者单位：吉林建筑大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李向群

授予年度：2015年

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

主      题：预应力混凝土管桩 水平向荷载 水平承载力试验 数值模拟分析 

摘      要：预应力混凝土管桩是聚集混凝土制品高新工艺和技术进步于一身,离心成型技术、先张法预应力张拉技术和蒸压养护技术相结合的产品。因其具有高承载力、高穿透力等优点而在建筑工程中大范围使用。管桩的应用变得越加普及,设计人员除考虑其竖向承载力外,另一个普遍关注的问题是管桩所能承受的水平荷载的能力,本文就管桩的水平承载力及其影响因素展开研究工作。结合松原中信湾项目一期工程实例,通过水平承载力试验确定管桩的水平极限承载力,水平临界荷载和水平承载力特征值;使用abaqus有限元模拟软件分析竖向荷载,桩身因素以及桩周土性对管桩的水平承载力的影响规律,主要结论如下:(1)预应力混凝土管桩的水平承载力试验中,随着水平分级荷载的增加,管桩的水平位移和内力也不断增加。(2)预应力混凝土管桩在水平荷载与竖向荷载共同作用下的水平位移曲线是非线性的。总的来说,对主要承受水平荷载的预应力混凝土管桩讲,竖向荷载对管桩的水平位移影响较小。因当管桩在水平荷载的作用下时,以桩头处的水平位移控制其水平承载力为主,加上管桩的混凝土强度一般很高,故竖向荷载对管桩的水平承载力的影响较小。通过数值模拟相同条件下的预应力混凝土管桩的水平承载力试验,可得出数值模拟的结果与管桩的水平承载力试验的结果基本一致,从而验证了数值模拟的可靠性。(3)预应力混凝土管桩的水平承载力随着桩径的增加而减小;预应力混凝土管桩的水平承载力随着弹性模量的增大而减小;(4)预应力混凝土管桩的水平承载力随着地基土弹性模量的增加而减小。预应力混凝土管桩的水平位移随着地基土粘聚力的变大而略微变小,地基土粘聚力的大小对管桩的水平承载力影响不显著;预应力混凝土管桩的水平位移随着地基土摩擦角的变大而略微变小,地基土摩擦角的大小对管桩的水平承载力对应的位移无显著影响,从而表明地基土摩擦角的大小对管桩的水平承载力影响不显著。