抗拔桩基承载性能分析

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随着社会的发展,人类的活动空间逐渐扩展,工业与民用建筑逐渐向地下以及近海发展,在地下和近海结构的设计中,我们必须要考虑结构的抗拔问题。而在众多的抗拔基础类型中,桩基础占据了极其重要的位置。相比于其他类型的抗拔基础,抗拔桩基础以其投入低、施工过程简单、承载性能良好的特点受到广泛应用。然而,抗拔桩的理论研究远落后于工程实践发展,目前为止对抗拔桩承载能力和变形方式的研究很大一部分是以抗压桩理论为指导,而对于上拔荷载作用下如何求解桩的抗拔极限承载力以及荷载是如何传递这两个问题的研究还不够成熟,况且研究主要集中在承载力方面,对抗拔桩的变形特性以及群桩效应方面尚缺乏系统研究。本文首先总结了等截面抗拔桩基的三种破坏形态,分析了三种抗拔桩承载力计算理论(Chattopadhyay计算理论、分层地基抗拔桩极限承载力计算理论和《建筑桩基技术规范》理论)和1种群桩效应系数计算理论(Madhav理论)的优缺点和适用性,为验证模拟结果是否准确做了铺垫;其次通过有限元软件ABAQUS模拟了McCabe et al.2006年现场做的单、群桩的抗拔承载力试验,并把模拟结果与试验结果进行了对比,通过承载力及变形的模拟结果与试验结果吻合较好验证了模型的有效性;再次通过模拟单桩抗拔承载力随桩—土摩擦系数、土弹性模量、桩径、桩长等的变化规律,分析总结抗拔单桩的承载力变化规律,同时研究了桩侧摩阻力发挥情况以及桩身轴力的变化规律;最后通过ABAQUS有限元软件模拟了群桩(2根、4根、5根、9根)和1组单桩的抗拔过程,研究了群桩抗拔承载力随桩径、桩数的变化规律以及群桩效应系数随桩数、桩长的变化规律,同时还对抗拔桩承载力的模拟结果以及裂缝宽度运用《建筑桩基技术规范》给出的方法进行了验算,得出一些对工程有用的结论。
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