考虑侧阻增强效应的基桩极限承载力试验及确定方法研究

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桩基础是应用最广泛的基础形式之一,其种类和形式多样,主要功能为承受上部荷载并将竖向荷载传递至深层地基,因此极限竖向承载力的研究是桩基础设计计算最为核心的内容之一。目前,现行各规范均认为基桩侧摩阻力与桩端阻力是相互独立、互不联系的两个部分,即基桩极限承载力为侧阻力与端阻力之和。然而从一些现场试验资料及室内模型试验可发现:桩侧摩阻力与桩端阻力并非完全独立,二者在桩基加载过程中存在某种程度的相互作用,且这种相互作用将使侧阻值明显增强,进而对基桩竖向承载力计算有较大影响。因此本文试图对侧阻增强效应开展室内模拟实验,借助基桩静载试验观测侧阻增强效应对基桩侧摩阻力的影响,并探究桩径对这一效应的作用规律,在此基础上引进极限分析法,模拟桩基承载过程中桩端阻力与桩侧阻力的相互作用,提出可考虑基桩侧阻增强效应的极限桩基础竖向承载力计算公式,对优化基桩设计、进一步挖掘桩基承载潜能起到一定借鉴作用。本文首先根据室内模型试验,在基桩加载过程中对基桩端部一定范围内侧阻变化规律进行监测,验证侧阻增强效应的存在,并基于不同桩径的对比试验,探讨了桩径对基桩侧阻增强效应的影响,结果表明随桩径增大,侧阻增强效应越明显。然后在室内模拟实验研究的基础上,考虑基桩底部桩土的相对位移量、桩土接触面的性质、桩端持力层的强度、桩端阻的发挥程度、土体复杂性等因素的影响,对基桩侧阻增强效应及过程进行模拟,并基于-深基础破坏模式,引进极限分析上限法,推算出考虑侧阻增强效应的基桩竖向承载力公式,并对基桩竖向承载力的各影响因素进行敏感性分析,探求其各因素对侧阻增强效应的影响规律。最后引用现场基桩静载实例数据,基于本文改进的基桩竖向极限承载力公式,求得基桩竖向极限承载力值,并与传统方法进行对比,验证了本文公式的合理性。
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