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挤扩支盘桩承力盘成型过程对桩周土的影响分析研究

彭建宇

  摘要挤扩支盘灌注桩是一种新型桩,是在原有等截面钻孔灌注桩的基础上发展而来的。该桩利用桩身不同部位的硬土层设置分支或承力盘, 将摩擦桩变革为变截面多支点摩擦端承桩, 改变了桩的受力机理,使桩的承载力大大提高,沉降变形显著减小。本文重点研究了挤扩设备挤压土体形成承力盘的力学过程和该过程对桩周围土体的影响范围。考虑土应力-应变关系的非线性,假设挤土臂上的土压力服从二次抛物线分布;考虑土的回弹性,假设挤土臂与土体的接触长度满足公式x=l[(90-α)/90]1/2。在以上假设的基础上建立了挤扩装置工作时的力学模型,得出了挤扩装置作用力和挤土臂土压应力的关系式。利用圆柱孔扩张理论分析了承力盘挤扩过程,通过计算得到了不同挤扩张角下的塑性区范围开展图,并得出结论:(1)单向挤扩时,承力盘以下土体受到充分挤压,能有效提高支盘桩的竖向承载力;(2)双向挤扩时,承力盘水平方向土体受到充分挤压,能有效提高支盘桩的横向承载力。运用大型有限差分计算软件 FLAC-2D 对挤扩过程进行了数值模拟分析。根据挤密效应试验资料建立了挤扩过程数值计算模型,得到了承力盘挤扩成型后对桩周土的影响范围:(1)单向挤扩时,桩周土挤密效应的影响范围在水平方向达到1.8m,尤其在 0.9m 内挤密效果显著;竖向方向挤密效应的影响范围为承力盘以下 1.4m,承力盘以上 0.7m,尤其在盘下 0.6m 以内挤密效果显著。(2) 双向挤扩时,桩周土挤密效应的影响范围在水平方向达到 2.5m,在 1.3m 范围内挤密效果显著;竖直方向挤密效应影响范围达到 1.1m。理论分析和数值模拟结果与试验数据吻合较好,说明本理论模型符合工程实际情况,为今后进一步研究奠定了基础。……   
[关键词]:承力盘;挤扩过程;塑性区范围;数值模拟;影响范围
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:北京工业大学2004年
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