承重阻滑桩承载机理及受力分析研究

作     者：邬龙刚 

作者单位：湖南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：赵明华

授予年度：2007年

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

主      题：桩基础 承重阻滑桩 边坡 承载机理 受力分析 地基系数法 p-y曲线法 室内模型试验 现场观测 

摘      要：承重阻滑桩在山区高速公路建设及山区城镇建设中应用广泛,具有承重与阻滑双重作用,其受力性状远比抗滑桩和平地上受荷桩复杂,常规的桩基设计计算方法与理论已难以适用。本文结合国家自然科学基金项目“陡坡段桥梁桩基设计理论与数值模拟方法研究(50578060)和湖南省交通科技项目“高陡边坡段桥梁桩基设计与防护技术研究(200513),对承重阻滑桩的承载机理及其受力特性进行较系统深入研究,具有重要的理论价值与工程实际意义。 本文在综合分析和评价国内外组合受荷桩研究工作的基础上,分析了承重阻滑桩独特的受力特点,从而将其分为自由段、受荷段、嵌固段三个特征桩段,在此基础上,综合考虑P-Δ效应、滑坡推力、地基系数、桩身侧摩阻力、桩身自重等影响因素,建立了各特征桩段的微分方程。并分别基于常规方法(地基系数法)以及非线性方法(p-y曲线法),导得承重阻滑桩内力及位移分析的有限差分解,并自行编制了MATLAB计算程序。而后,以理论解为手段,通过改变桩顶荷载(竖向分量、水平分量、弯矩)、自由长度、嵌固深度、推力大小及分布形式、桩侧岩土体的性质、桩径及桩身刚度等10个方面的计算参数,进行了大量理论对比计算,得到了相应桩身弯矩、剪力、位移以及桩周岩土体抗力结果的图表,由此深入分析了承重阻滑桩的承载机理及受力影响因素。针对目前有关承重阻滑桩室内模型试验资料匮乏这一情况,自行设计了不同加载方式、不同自由长度、不同嵌岩深度、不同桩身刚度的四组对比试验,通过量测受荷过程中桩身内力分布与荷载传递情况,进一步揭示了承重阻滑桩的承载机理及其受力特性。最后,结合依托工程,通过现场工程桩的实测结果与理论计算结果的对比分析,验证了本文理论方法在实际工程应用中的可靠性。