横向荷载作用下螺旋桩基受力机理分析

作     者：侯典国 

作者单位：山东建筑大学 

学位级别：硕士

导师姓名：钟岱辉

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：横向荷载 预制螺旋桩 等效直径 p-y曲线 

摘      要：顺应当今科学技术的飞速发展,在建筑市场出现一种比较先进的桩型。称作预制螺旋桩。相对于其他桩型,它具有较高的强度和较好的使用性能,它改变了传统直型桩的桩土相互作用模式,螺旋桩的叶片与土体之间形成协同作用,因此螺旋桩的单位体积混凝土能承受更大的荷载作用。预制螺旋桩的竖向承载变形理论研究已经有所突破,前人对竖向抗压、竖向抗拔和施工阶段的受力分析已经做了大量研究工作,并总结出一些适用性的结论。但是横向荷载作用下预制螺旋桩的相关研究相对缺乏,目前只限于基于反弯点理论的横向承载力设计方法。论文主要运用非线性研究方法p-y曲线法对横向荷载作用下预制螺旋桩的受力机理进行了分析,进一步丰富了横向荷载作用下预制螺旋桩的理论计算方法。论文对螺旋桩在横向荷载作用下的受力机理分析主要进行了以下几方面的工作：1.采用理论计算方法对螺旋桩的等效直径公式进行推导,推导出一般公式;2.利用理论计算公式推算实验模型的p-y曲线,建立ABAQUS有限元模型推导不同直径的p-y曲线进行承载力和位移的分析,同时验证了推导的理论计算公式的适用性,3.选取一个螺旋桩的工程实例,利用等效直径理论公式,对工程实例中的横向承载螺旋桩进行了位移、弯矩、土体抗力分析。通过研究,得出以下主要结论：1.利用等效刚度原则推导出的等效直径的理论公式具有一般适用性;2.不同直径桩的p-y曲线并不是呈线性比例关系的,而是一种非线性关系;3.通过工程实例分析可知,桩长是决定桩身稳定性的重要因素。螺旋桩螺旋的发挥不在于外径与内径的差值,而在于外径与内径的合适比例,外径过大会影响等效直径的应用,不利用螺旋桩螺旋部分作用的发挥。