张百全[1]2002年在《嵌岩桩施工检测技术及竖向承载力研究》文中指出目前，嵌岩桩应用广泛。已有的嵌岩桩竖向承载力计算理论与其实际受力性状差别较大，还有待进一步研究。本文首先对嵌岩桩的施工及检测技术进行了较详细地介绍。对于嵌岩桩的施工技术和检测手段，本文提出了一些新的见解。本文认为，对于不同类型的嵌岩桩，应采取不同的施工及检测方法。本文推荐采用深井原位测试试验确定桩端基岩承载力，然后用现行规范公式确定单桩承载力。对于重要结构或必须作单桩静载试验的大吨位嵌岩桩，可采用自平衡载荷试验方法。施工时严格控制成桩质量是充分发挥地基和桩身超载能力的有效途径。本文对影响嵌岩桩承载能力的因素进行了深入地探讨，认为除了岩性、基岩、承载能力、桩径、桩的长径比、嵌岩深径比、桩身材料强度等因素之外，还与成孔质量、孔壁粗糙程度和沉渣厚度等有密切关系；分析了确定嵌岩桩单桩承载力的方法，认为嵌岩桩单桩承载力计算值与试验结果存在差别。在已有理论基础上，提出了一种通过考虑桩土荷载传递性状来确定基桩竖向承载力的计算模型。该模型不仅能考虑桩周土的弹塑性性质，而且还能考虑由于灌注桩清底不干净(沉渣)带来的影响。以本文提出的计算模型，导出了嵌岩桩竖向承载力的计算公式，根据该公式及现场测试资料，可直接通过桩顶沉降量来计算嵌岩桩的竖向承载力。结合湖南省科技出版社某工程实践，探讨了本文试验手段和理论计算公式在实际工程中的应用，并取得了较好的效果。
张敏飞[2]2008年在《嵌岩桩竖向承载机理及承载力研究与应用》文中提出嵌岩桩是我国桥梁、港口及建筑工程中采用较多的桩型之一,如何合理确定嵌岩桩的嵌岩深度及竖向承载力一直是工程界所关注的重要问题。本文通过现场试验和有限元方法对嵌岩桩的承载机理及竖向承载力的确定方法进行了深入系统地研究,具有重要的理论与工程实际意义。本文对嵌岩桩的承载机理,侧阻力和桩端阻力的各种计算模式及其影响因素进行了深入的分析和讨论,对现行各种确定嵌岩桩竖向承载力的方法进行了深入分析,在分析对比现场试桩资料的基础上,提出了一种模拟嵌岩桩承载机理及竖向承载力的叁维弹塑性有限元模型,该模型能考虑岩土的硬化特性、考虑桩与岩土接触面的最大摩擦力、切向刚度及最大弹性滑动位移的影响。应用所建模型分析了2种代表性岩性,5种嵌岩深度、有无桩底沉渣条件下嵌岩桩的承载机理,桩侧摩阻力及桩端阻力的分担百分比。数值模拟结果表明,摩阻力的分布特性受桩周岩体强度和弹性模量的影响。对于建造在高强度岩体中的嵌岩桩,其承载力特性极大地取决于桩/岩石界面的摩阻特性,而摩阻力的分布又受到桩/岩石界面相对变形的影响;嵌岩深度对桩的承载性状有影响,桩嵌入深度越短,桩端承担的荷载就越大,此时沉渣的影响就越明显。获得的结论和规律,为具体工程的合理设计提供了依据。结合试桩结果的分析,对所研究的嵌岩桩桩基工程提出了合理化的施工建议。
李方强[3]2018年在《基于桩身应力测试的嵌岩灌注桩承载性状现场试验研究》文中认为随着城市规模的不断扩大以及各项基础设施的建设,嵌岩桩凭借施工简单、沉降小、承载力高、群桩效应弱、抗震性能好等优点在对沉降要求比较严格、上部荷载比较大的工程中广泛应用。但是对嵌岩桩承载力的研究还存在着诸多不足,90年代前人们把嵌岩桩与端承桩混为一谈,认为端承桩就是嵌岩桩,将嵌岩桩当成端承桩进行设计,然而进入90年代,人们在工程中不断分析总结,发现嵌岩桩的桩侧摩阻力不容忽视,当荷载较小时,侧摩阻力主要起平衡外荷载的作用;当荷载较大时,侧摩阻力与端阻力共同发挥作用。本文以印尼某工程为依托,通过单桩竖向抗压静载试验、水平静载试验及高应变等手段对嵌岩灌注桩的承载性能与变形特性进行现场试验研究,将6根试桩按直径将试桩分为800 mm和600 mm两组,每组3根试桩,6根试桩桩长各不相同。本文的主要工作及研究成果如下:1、通过高低应变和竖向抗压静载试验对嵌岩灌注桩的竖向承载力特性进行详细研究,量测并分析了试验过程中的桩身完整性、Q-s曲线、桩身轴力、桩端阻力、以及桩侧摩阻力等分布规律,同时通过高应变试验检测了试桩的极限承载力。(1)各试桩的Q-s曲线均为缓变型,随着荷载的增加沉降逐渐增大,沉降量均小于40 mm,回弹率较大,残余沉降较小,最大加载值为设计极限承载力;s-lgt曲线近似呈直线,没有明显的弯折,表明试桩的承载力还有较大潜力;试桩S-01~S-03的极限承载力大于7200 kN,试桩S-04~S-06的极限承载力大于4800 kN。(2)同一级荷载作用下,桩身轴力随埋深的增加逐渐减小,且减小的速率逐渐增大;同一深度处,随桩顶荷载的增大桩身轴力逐渐增加,在基岩处荷载减小速率最大,说明侧摩阻力发挥充分。(3)桩侧摩阻力的发挥具有异步性,随着荷载的增大,桩侧摩阻力逐渐发挥,6根试桩的最大侧摩阻力介于136.2~166.4 kPa之间。各土层桩侧摩阻力随着桩顶荷载增大逐渐增大,且变化较平缓,最后趋于稳定。(4)桩端阻力随桩顶荷载增加逐渐增大,当荷载较小时,桩端阻力趋于0,侧摩阻力发挥主要作用;当S-01~S-03加载到3600 kN以及试桩S-04~S-06加载到2400kN时,其桩端阻力与桩顶荷载基本呈线性关系;当施加到最大荷载时,桩端阻力达到最大值,试桩S-01~S-03的最大端阻力占比超过50%,表现出较好的摩擦端承桩的特性;试桩S-04~S-06最大端阻力占比不足35%,表现出端承摩擦桩的性状。2、通过单桩水平静载试验对嵌岩灌注桩的水平承载特性进行研究,试验选用单向多循环加载法,得出嵌岩桩的水平极限承载力,进而确定水平承载力极限值和地基土水平抗力系数的比例系数m值,包括水平力-时间-位移曲线分析、水平力-位移梯度曲线分析、水平力-m值曲线分析以及水平位移-m值曲线分析。(1)通过水平力-时间-位移曲线和水平力-位移梯度曲线得出直径为800 mm的试桩的水平极限承载力为210 kN、270 kN,直径为600 mm的桩的水平极限承载力为140 kN、180 kN。(2)水平力-m值曲线、水平位移-m值曲线线性关系不明显,随着水平力和位移的增大,m值逐渐减小;当水平力小于临界荷载时,随水平力增大,m值减小较快;当加载到临界荷载时,S-01~S-06桩的m值介于4.22~15.63 MN/m~4之间;当大于临界荷载时,m值随水平力的增大基本保持不变。综上所述,嵌岩桩的竖向承载力明显大于水平承载力,竖向承载力是水平承载力的26.7~34.3倍,这也反映出桩基具有较强的抗压性能而抗弯和抗剪强度较弱的特性。建议在工程中充分发挥嵌岩灌注桩的竖向承载潜力,对于嵌岩桩优化设计、节约成本具有较强的现实意义。
黄凯[4]2017年在《青岛泥岩持力层上嵌岩打入桩承载力研究与工程分析》文中认为青岛市部分地区地层结构分布形式上部为土层下部为强风化泥岩层,该类地层主要分布在胶州、城阳以及高新区一带,目前在该地区的桩基工程较多,施工时多采用锤击法沉桩法施工工艺,通常将桩端打入到强风化泥岩,形成“嵌岩打入桩”。但由于该地区的强风化泥岩分布较广泛,岩层性质有时差别较大,作为桩端持力层时会出现一些工程问题,严重时可影响到整个工程的进度。本文在收集和整理大量文献资料的基础上,结合青岛强风化泥岩地基上的打桩工程,对此种嵌岩桩的承载力进行了一定研究,并对该地区打桩工程中常见的工程问题进行探讨。本文主要进行了以下工作:(1)对嵌岩桩的定义和分类进行了概述,在此基础上分析了嵌岩桩的竖向荷载传递规律。嵌岩桩轴向荷载的传递过程也就是桩-土侧阻力、桩-岩侧阻力和桩端阻力逐步发挥的过程,因此分别对其进行了分析。桩土侧阻力和桩岩侧阻力分别是其相对位移的函数关系,但桩岩侧阻力达到极限值时所需位移要小于桩土相对位移,且对于预制型嵌岩桩,嵌岩段达到极限破坏时的剪切面一般在桩岩界面。(2)嵌岩桩的竖向承载力包括桩土侧阻力、桩岩侧阻力和桩端阻力3部分,它是桩-土-岩相互作用的综合体现,嵌岩桩竖向承载力的确定是整个嵌岩桩设计和施工中的重点。综合了目前嵌岩桩竖向承载力常用的计算方法,给出了各种方法中有关嵌岩桩承载力的计算模式,其中静载试验法与桩实际受荷状态相似仍然是最常用和最可靠的方法。(3)以青岛市强风化泥岩上的某打桩工程(工程A)为例,对该工程中出现的桩基施工难以贯入的问题进行了分析,结果表明实际工程中的强风化泥岩承载力较大,对于静载试验加载至出现陡降时的原因分析是由于桩头混凝土被压碎,而桩端岩体未发生破坏,静载荷试验曲线与传统的桩端发生刺入破坏的静载曲线有较大差别,只根据静载荷试验出现陡降并不能判断桩端泥岩就发生破坏。静载试验本身也要去伪存真,正确判断。(4)结合强风化泥岩上的打入桩静载荷试验(工程B),分析了破坏荷载下嵌岩打入桩的承载力和沉降特点。针对个别工程静载荷检测极限承载力未达到设计要求的情况,通过分析表明,虽然天然状态下强风化泥岩具有较好的承载力,但施工后地下水沿桩表面向下渗透到泥岩的裂隙中,导致泥岩发生软化强度降低。对强风化泥岩上的打桩工程进行研究时,应做到具体工程具体分析。
徐薇[5]2015年在《深圳平安大厦超大直径扩底嵌岩桩竖向承载机理研究》文中研究说明随着高层建筑、市政工程、大型超大桥梁等的建设,超大直径扩底嵌岩桩因其承载力高、沉降小等优点得到了广泛的运用,使用的桩径也在不断增大。深圳平安大厦基桩工程使用了16根桩径5.7 m(扩底桩径7.0 m)和8根桩径8.0 m(扩底桩径9.5 m)的超大直径扩底嵌岩桩。国内外尚无应用先例,被认为是目前世界上桩径最大的扩底嵌岩桩。目前各国规范针对大直径嵌岩桩仍多使用传统的中、小直径嵌岩桩的设计方法。传统的静荷载试验难以对超大直径扩底嵌岩桩进行试验,由于缺少相关的现场试验数据,导致桩身受力状态不明确并造成设计上的浪费。因此,对超大直径嵌岩桩进行研究是对桩基理论的补充,同时也是工程界的迫切需求。本文基于深圳平安超大直径扩底嵌岩桩基桩工程,从理论分析、相似模型试验、数值计算和现场试验四个方面对超大直径扩底嵌岩桩的竖向承载性能进行了分析。超大直径扩底嵌岩桩的桩端多为强度较高的岩层。传统的人工机械开挖的方法难以进行施工,须采用爆破处理。由于爆破会对桩周的岩层产生扰动,因此,在施工前设计好爆破施工方案,采用二次微差光面爆破技术以减小爆破施工对桩周其它构筑物和管道的影响,将爆破引起的振动对周边环境的影响和危害降到最低。由于在同一场地内需同时施工大量的超大直径扩底嵌岩桩,场地施工范围较小,采用逆传统施工顺序的方法进行钢筋笼的安装和施工,有效的提高了施工效率。由于桩径较大,在连续浇筑的过程中如何控制混凝土的入模温度成为施工的关键,通过加入冰屑和优化配合比的方法可以有效降低混凝土的水化热,保证超大直径桩桩身的连续浇筑。针对超大直径嵌岩桩的竖向受力特征,对超大直径扩底嵌岩桩的桩身侧摩阻力和桩端阻力进行了理论分析。(1)在充分考虑桩身和护壁自重及桩-岩界面特征的前提下,对超大直径嵌岩桩侧摩阻力进行了分析。结果表明,桩周岩体的种类、岩体质量和施工扰动均会对嵌岩桩的承载性能产生影响,在施工过程中应特别注意这些因素对桩身侧摩阻力的影响。(2)提出了基于岩石质量指标RQD分组的大直径扩底嵌岩桩的桩端阻力的理论计算公式。收集了国内外文献研究报道的77组大直径嵌岩桩的现场试桩试验的结果,并对其进行了非线性统计分析,给出了基于岩石质量指标RQD的大直径嵌岩桩桩端承载力的理论计算模型与方法。通过对不同桩端岩体质量的等级划分,可以根据所得公式结果方便计算得到大直径嵌岩桩的桩端承载力。通过深圳平安大厦超大直径扩底嵌岩桩工程的计算对比,验证了理论计算模型的可靠性。该计算方法较现行的规范法更具有合理性,在保证安全性的同时,可以有效避免设计时的浪费。为了进一步分析大直径嵌岩桩在竖向荷载作用下的承载机理,进行了超大直径嵌岩桩的相似模型试验,试验结果表明:(1)基于相似理论,推导分析了超大直径扩底嵌岩桩在竖向荷载作用下的相似准则,通过选取不同的砂、水泥、石膏的配合比,确定了模型桩和岩层的相似材料。以深圳平安大厦5.7 m和8.0 m超大直径嵌岩桩的实际受力情况为依据,设计了模型试验。(2)对已有的城市地下工程叁维模型系统进行了改造,使其在试验时具有更强的可操作性,方便安装和拆除,更易于试验过程的观察。结合已有的试验加载系统,可同时对2根单根直径达160 mm的模型桩进行加载试验。(3)等直径和扩底嵌岩模型桩的桩顶荷载-沉降曲线均为缓变型。在设计荷载下,桩顶荷载-沉降曲线为线性。根据相似比进行反演计算后,试验所得到的桩顶沉降值与现场监测值吻合较好,试验结果是准确可靠的。在加载前期,即桩身在设计荷载作用下时,等直径嵌岩桩和扩底嵌岩桩的桩顶荷载-沉降曲线无明显差别。但随着上部荷载的增大,在同级荷载作用下,扩底嵌岩桩的桩顶沉降小于等直径嵌岩桩。上部荷载越大,这一现象也越明显。因此,对桩底进行扩底处理可以有效控制桩顶沉降。另一方面,当桩身承载力按桩顶沉降值进行控制时,采用扩底桩可以提高桩身的整体承载力。(4)桩身轴力和侧摩阻力随上部荷载的增大均逐级增大。在上部荷载较小时,桩身在模拟强风化花岗岩处的侧摩阻力即可发挥到极值。桩身侧摩阻力受桩周岩体强度的影响非常明显。当桩身在强度较小的岩层段侧摩阻力发挥到极限后,桩身在此范围内主要作用为传递荷载。随着荷载的不断增大,等直径嵌岩桩的侧摩阻力比扩底嵌岩桩的侧摩阻力的发挥更明显。(5)大直径嵌岩桩的荷载主要由桩端阻力承担,扩底桩与等直径桩相比,桩端承载所占总荷载比例更大。桩端岩层的强度对桩身承载力有很大影响。大直径扩底嵌岩桩的桩身侧摩阻力较同尺寸的等直径桩存在折减的现象。另一方面,桩身在中风化~微风化花岗岩段的侧摩阻力在设计中不应忽略。特别是在桩周中风化岩层较厚的情况下,大直径扩底嵌岩桩的设计应同时考虑桩身侧摩阻力对荷载的承担。采用数值计算的方法研究了超大直径扩底嵌岩桩竖向受力特性,结果表明:(1)采用Hoek-Brown强度准则确定岩体参数的方法可以较准确的得到桩周岩层的计算参数。现场监测和数值计算结果对比表明,数值计算结果是准确的。(2)对于桩径较大,嵌岩比小于5的大直径短桩,其荷载-沉降曲线为直线型,不会出现明显拐点。桩端所嵌入的岩层强度对桩顶沉降有明显的影响。当上部荷载为设计荷载时,上部荷载由嵌岩段的侧摩阻力和桩端阻力共同承担。但随着荷载的增大至桩身极限荷载时,桩端阻力几乎承担了所有荷载。(3)由于扩底处桩端截面积的增大,导致扩底的斜直线段内出现负摩阻力,在设计中需引起注意。为了检测超大直径扩底嵌岩桩的桩身质量,以弥补超大直径扩底嵌岩桩无法采用静载试验确定其承载力的缺点,采用了四种检测方法对桩身质量和承载力进行分析:(1)深圳平安超大直径嵌岩桩的检测采用低应变检测、超声检测、自平衡检测和钻孔抽芯检测四种方法对不同桩径、桩长的嵌岩桩进行综合评估。(2)对于桩径不超过2.5 m的大直径嵌岩桩,低应变检测可以较为准确的检测出桩身具有缺陷的位置,但是该方法对桩径的大小存在限制,同时嵌岩桩的长径比需大于5,以达到更好的检测效果。通过埋设多个测声管,可以对直径超过5.7 m的超大嵌岩桩的桩身完整性进行超声检测,该方法不受桩径和长径比的影响;自平衡试验可以方便的测得桩身的正、负侧摩阻力,不仅可以评估桩身的承载力是否符合设计要求,同时可以对比桩身正、负摩阻力的大小,为后续分析提供现场依据;钻芯法可以准确测得桩身和桩端岩体的强度,但同时需注意钻芯对桩身承载力的影响。对于高层建筑而言,由于需要抵抗向上轴向荷载作用,本文对扩底嵌岩抗拔桩的承载性能进行了分析后认为:(1)当桩径差别不大时,在同级荷载作用下,桩长越大,桩底向上的位移越小,抗拔桩承载力越大。就深圳平安桩基工程场地而言,桩径增大对抗拔桩的承载性能影响有限。(2)随着上拔荷载的增加,等直径段桩身侧摩阻力和扩底处桩身侧摩阻力均增大,且扩大头处提供的荷载占总上拔荷载的比例从35%增长至50%。(3)参数化分析结果表明,扩底桩径和桩身等直径段桩径比的增大对嵌岩桩的抗拔承载力影响较大,而扩底处周围岩体弹性模量和扩底高度对桩身抗拔承载力的影响相对较小。
王焱[6]2011年在《结合重庆地质条件的嵌岩桩承载力和构造分析研究》文中研究说明由于桩能将上部结构的荷载传到深层稳定的土(岩)层中,大大减少基础的沉降和建筑的不均匀沉降,所以桩基在民用建筑、高层建筑、重型厂房、桥梁等工程中被大量采用。重庆地区岩石埋藏浅,岩石是建筑物主要地基持力层,以岩石为持力层的嵌岩桩基础是主要的基础形式。近几年通过工程技术人员的工程实践,已积累了大量试验资料,在嵌岩桩受力模式及计算方法方面取得了一定的研究成果。岩土工程的具有很强的地域性,规范中涉及到有关以岩石为持力层的嵌岩桩基础设计内容还较少,因此结合重庆地质条件对嵌岩桩的承载力和构造进行分析很有意义。本文通过对重庆地区地质条件进行调查,借助有限元软件在数值分析、解析分析、原位试验的基础上对重庆地区常用的圆桩的竖向承载力进行分析,在国标和地标的基础上对规范方法进行了修正并提出了建议;对穿越不同强度岩层时的圆桩竖向承载力进行解析分析,通过考虑上层岩石的侧阻作用,对国标桩基计算方法和重庆地标计算方法进行对比分析,对重庆地标的计算方法提出了修正建议;借助有限元软件,通过建立叁维模型分析矩形桩在不同岩性时假想压力扩散角大小,与原位试验结果进行对比分析,验证了重庆地标计算方法假设的合理性,并提出了修正建议。此外,还对重庆地区常用的异形桩的竖向承载力进行分析探讨,提出了相关的计算方法并对人工挖孔桩的护壁计算方法进行了探讨。
沈华桦[7]2018年在《嵌岩桩竖向承载机理及影响因素研究》文中研究表明随着现代化的不断推进,对基础建设的要求也更加严格。嵌岩桩由于承载力高、施工简单、沉降小、群桩效应弱等优点,在基础建设中运用广泛。然而关于嵌岩桩的研究还存在诸多不足:嵌岩桩的现场试验研究、桩土、桩岩本构关系、极限承载力的计算等方面。桩的静载荷试验是检验桩的承载性能、确定单桩承载力最直接、最有效的方法。本文通过嵌岩桩单桩竖向静载荷试验与FLAC3D软件数值模拟相结合的方法,对嵌岩桩单桩竖向承载机理及承载力进行了研究,具体工作主要包括:(1)综合整理不同地质条件下嵌岩桩的试验资料,研究嵌岩桩竖向荷载传递机理,探讨各设计参数对嵌岩桩承载性能的影响。(2)根据嵌岩桩荷载传递机理,分析桩土侧阻力、桩岩侧阻力和桩端阻力的发挥机理、计算模式及影响因素,进而通过控制桩身材料强度、嵌岩比、长径比、桩底沉渣等因素来满足嵌岩桩竖向承载力的要求。对确定嵌岩桩竖向承载力的各种方法进行深入剖析。(3)以某住宅楼为工程背景,进行嵌岩桩单桩竖向静载荷试验,整理试验数据绘出试桩Q-s曲线,通过实测桩顶沉降值确定各试桩竖向极限承载力。(4)通过FLAC3D有限差分软件对某住宅楼基桩进行数值模拟,得出桩侧摩阻力、桩端阻力和桩身轴力分布曲线,提出试桩竖向极限承载力。将FLAC3D数值分析结果与现场试验结果进行对比,探讨模型的适用性、合理性、可靠性,验证FLAC3D软件数值模拟分析法的可行性。(5)通过改变不同的设计影响参数,岩石强度、嵌岩深度等,重新建立桩与岩土数值分析模型。根据数值模拟结果得出:随着岩石强度的降低,桩顶位移呈明显增大趋势;随着嵌岩深度不断增大,桩岩侧摩阻力分担竖向荷载的比例也越大;当嵌岩深度为3D(D为桩径)时,桩岩侧摩阻力与桩土侧摩阻力承受了几乎全部的荷载、端阻所占比极小。因此,对于此工程地质嵌岩桩的合理嵌岩深度为3D(D为桩径)。
刘顺[8]2010年在《基于遗传-BP神经网络的基桩竖向承载力预测及优化设计系统开发研究》文中研究表明随着我国高层建筑、大重型工业厂房、大跨度桥梁等工程的发展,桩基础的应用越来越广泛。作为检验桩基质量的一个重要指标,基桩竖向极限承载力的确定也成为桩基设计中的首要问题。由于嵌岩桩和非嵌岩桩的受力性状不同,其竖向承载力的影响因素也各不相同,如何确定他们的竖向极限承载力一直是工程界关注的问题。本文利用遗传算法优化BP神经网络,即将遗传算法的全局搜索能力和BP神经网络的高次非线性能力相结合,并将此技术引入到桩基承载力研究中,开发基桩竖向承载力的预测与优化设计系统。首先,利用已搜集到的实测数据,以基桩竖向承载力的各个影响因素作为输入参数,以基桩竖向承载力作为输出参数,通过遗传-BP神经网络的训练,得到输入与输出之间的高度非线性映射关系,从而建立适用于山东省济南地区的嵌岩桩和非嵌岩桩各自的竖向承载力预测模型,并验证了该模型的可靠性。其次,利用非嵌岩桩竖向承载力预测模型对非嵌岩桩竖向承载力的各影响因素进行分析,在其他因素固定不变的情况下,改变单个影响因素,观察其对应的竖向承载力的变化,从而确定单个因素的改变对非嵌岩桩竖向承载力的影响。再次,在预测模型的基础上提出基桩竖向承载力的优化设计方案,建立优化设计模型。在地质条件等因素已经确定的情况下,利用该模型一方面可分析基桩竖向承载力所能达到的最大值及该最大值对应的合理的桩身尺寸,另一方面可找到能满足设计承载力要求的最经济的桩身尺寸,为设计与施工人员提供参考。最后,在MATLAB图形用户界面(GUI)内,开发基桩竖向承载力预测与优化设计界面,并通过选择所加载的数据文件来确定该界面是用于嵌岩桩还是非嵌岩桩。将该程序脚本编译为可执行文件,使之在未安装MATLAB的机器上也可运行,更方便应用于实际工程。
张明礼[9]2013年在《钻孔灌注嵌岩桩竖向承载机理试验研究与应用》文中研究指明嵌岩桩是桩基工程中一种常见的桩基类型，其承载力高、沉降小、群桩效应弱、施工简单，在桥梁、港口、建筑工程中被广泛采用。但由于嵌岩桩试验比较困难、土的本构模型、岩石的本构模型以及桩岩、桩土相互作用等方向的研究还存在一些问题。而在设计上，以半理论半经验的计算公式来确定嵌岩桩竖向承载力，各国行业规范及地区规范在嵌岩桩承载力计算方面存在较大差别。基桩原位测试是确定嵌岩桩承载力最直接、最有效的方法，本文利用现场桩基试验和数值模拟方法对嵌岩桩竖向承载机理进行了研究，具体工作包括：（1）通过对既有试验数据的统计整理，阐述了嵌岩桩在竖向荷载作用下的荷载传递规律，分析了桩岩模量比、长径比、嵌岩比和清孔情况对嵌岩桩承载性能的影响。认为嵌岩桩竖向承载力由覆盖土层的侧阻力、嵌岩段侧阻力和端阻力叁部分组成。分别对嵌岩桩桩土摩阻力、桩岩摩阻力及桩端阻力的受力性状进行研究，设计时嵌岩桩单桩竖向承载力应通过桩身材料强度、桩顶竖向位移及岩土阻力等因素综合考虑，确定设计的容许值。（2）介绍了美国、英国、法国、欧洲以及中国铁路、公路、建筑桩基规范中嵌岩桩竖向承载力的计算方法，分析了现行各国规范和不同行业规范的特点及在嵌岩桩承载力定量估算方面存在的不足。（3）以本人参与设计的南京地铁叁号线高架桥为工程背景，根据现场3根d=1.0m试桩自平衡静载试验，得出桩身轴力分布、桩侧阻力分布规律。采用MIDAS/GTS软件对试桩进行数值模拟，通过试桩验证表明只要桩基岩土力学参数取值较准确，用有限元数值模拟法确定嵌岩桩竖向承载力是可行性，可将数值模拟方法应用于具体工程。（4）针对南京地铁叁号线高架桥和赞比亚西尔马大桥桩基设计，应用GTS软件将研究得到的嵌岩桩承载规律应用于具体工程建设中。建模分析了地铁高架区间d=1.2m、d=1.5m桩基和赞比亚桥梁设计d=1.8m桩基承载力，由此验证了桩基设计取值的可靠性。
雷勇[10]2011年在《嵌岩桩竖向承载机理及其承载力计算方法研究》文中研究说明随着国民经济的高速发展,我国交通基础设施建设步伐越来越快,为实现国家西部大开发战略,边远山区及西部地区的公路、桥梁等交通基础设施建设正稳步推进,跨江河与跨山谷高架桥的修建日益增多。对于大跨径桥梁,其上部荷载较大且对沉降要求较为严格,而嵌岩桩是少数几种能直接建造在基岩上的基础结构形式之一,其承载力高,沉降较土体中更容易控制在允许范围内,因而嵌岩桩在桥梁基础工程中得到了广范的应用。但是由于桥梁工程嵌岩桩基所处的水文地质条件复杂、施工工艺多样、极限承载力较高、静载荷试验不能达到破坏等原因,人们对其承载性状存在着不同的认识,在承载力计算及嵌岩深度的确定上差别较大。因此深入研究嵌岩桩的承载机理,确定其承载力计算方法,合理选择嵌岩桩设计参数成为亟待解决的问题。故本文结合国家自然科学基金项目“按桩顶沉降控制基桩竖向承载力的设计理论研究”(项目编号50878083)以及湖南省交通厅项目“山区超高桥墩桩基础承载机理及优化设计研究”等课题,对此开展深入系统的研究。本文首先综合分析了嵌岩桩承载特性与受力机理,基于岩体结构面剪切强度的研究方法,从嵌岩桩桩-岩界面的剪切-位移细观受力机理出发,建立了基于剪胀效应的桩侧摩阻力的二段线性软化跌落模型,通过荷载传递法求得弹塑性条件下的桩侧摩阻力及桩身轴力的解析式。探讨了直径d、岩石模量E、剪胀角β对嵌岩桩承载特性的影响。在剪胀模型的基础上,进一步引入分形维数描述的两相接触介质粗糙表面的抗剪强度公式,建立了以分形维数D表示的嵌岩桩侧摩阻力传递模型,求得弹性条件下的桩侧摩阻力及桩身轴力的解析式。基于所获得的解答,深入地探讨了分维数D对桩侧摩阻力T(z)、桩身轴力P(z)的影响规律。其次,基于得到的桩-岩界面模型,从能量原理出发,建立了桩体受荷载时的能量平衡方程,将桩体离散成许多受力单元,对能量平衡方程进行差分后,利用位移协调关系对嵌岩桩桩顶荷载-位移曲线进行数值求解,从而实现按桩顶位移控制承载力的设计方法。并考虑嵌岩段岩体质量及所处应力状态对极限承载力的影响,引入Hoek-Brown岩体经验强度准则,采用Lambe变换,建立嵌岩段桩侧摩阻力模型,然后基于简化的桩端岩体破坏模式,利用极限平衡原理,推导了叁向压力下嵌岩桩桩端阻力的计算公式,进而导得嵌岩桩极限承载力计算公式。再次,从满足竖向承载力要求对桩基的嵌岩深度进行了探讨,基于嵌岩桩的位移计算公式,推导了可按桩顶荷载和沉降要求共同确定的嵌岩深度计算公式,并就桩顶沉降对嵌岩深度及嵌岩深度对桩端荷载分担比的影响进行了探讨。针对规范中按横向荷载确定的嵌岩深度计算模型进行改进,考虑由桩体转动引起的桩侧法向应力和水平向的摩阻力的共同作用替代原有单一水平方法应力的作用,得到改进的嵌岩深度计算公式。同时进一步针对岩溶地区桩基嵌岩深度的确定问题,将桩端荷载作用下岩层的极限破坏视为冲切破坏,引进格里菲斯非线性岩石强度准则,采用极限分析上限法确定了冲切破坏面的功能方程,通过变分原理对功能方程的极值求解,进一步通过微分得到了桩端岩层抗冲切安全厚度,进而对岩溶区桩基的桩长进行优化。针对桥梁工程中部分条件下嵌岩桩负摩阻力的问题,综合考虑桩土相对位移及有效应力的影响,建立了改进的负摩阻力计算模型,采用位移协调法,对堆载条件下层状地基的负摩阻力中性点及轴力进行计算,并得到了考虑负摩阻力时嵌岩桩承载力的计算方法,并用一工程实例验证了方法的合理性。最后参与设计并完成了某特大桥嵌岩桩工程现场静载试验,对桩侧土阻力,嵌岩段摩阻力及端阻力进行了理论分析,并利用实测的数据对本文嵌岩桩承载机理及其承载力计算方法进行了验证。
参考文献：
[1]. 嵌岩桩施工检测技术及竖向承载力研究[D]. 张百全. 湖南大学. 2002
[2]. 嵌岩桩竖向承载机理及承载力研究与应用[D]. 张敏飞. 南京理工大学. 2008
[3]. 基于桩身应力测试的嵌岩灌注桩承载性状现场试验研究[D]. 李方强. 青岛理工大学. 2018
[4]. 青岛泥岩持力层上嵌岩打入桩承载力研究与工程分析[D]. 黄凯. 青岛理工大学. 2017
[5]. 深圳平安大厦超大直径扩底嵌岩桩竖向承载机理研究[D]. 徐薇. 中国矿业大学(北京). 2015
[6]. 结合重庆地质条件的嵌岩桩承载力和构造分析研究[D]. 王焱. 重庆交通大学. 2011
[7]. 嵌岩桩竖向承载机理及影响因素研究[D]. 沈华桦. 南昌航空大学. 2018
[8]. 基于遗传-BP神经网络的基桩竖向承载力预测及优化设计系统开发研究[D]. 刘顺. 山东建筑大学. 2010
[9]. 钻孔灌注嵌岩桩竖向承载机理试验研究与应用[D]. 张明礼. 兰州交通大学. 2013
[10]. 嵌岩桩竖向承载机理及其承载力计算方法研究[D]. 雷勇. 湖南大学. 2011
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