變截面抗拔樁模型試驗(yàn)與數(shù)值分析研究.pdf

1、變截面抗拔樁作為一種新型樁，是在傳統(tǒng)等截面樁上的一定位置進(jìn)行擴(kuò)徑，形成樁身突變的變截面樁。相較于傳統(tǒng)的等截面樁，變截面抗拔樁由于變截面的存在增大了與樁周土體的接觸面積直接提高了樁側(cè)阻力，除此，其變截面處土體受壓，顯著提高了抗拔承載力。與傳統(tǒng)等截面抗拔樁相比，變截面抗拔樁受力相當(dāng)復(fù)雜，且樁側(cè)阻力與變截面處的支承力又相互影響，使得變截面抗拔樁的承載力計(jì)算成為一個(gè)非常復(fù)雜的問題。變截面樁中擴(kuò)大段的位置、間距、個(gè)數(shù)、大小對其破壞模式及抗拔承載力

2、有較大的影響。已有變截面樁的相關(guān)文獻(xiàn)多是針對其作為抗壓樁的研究，而作為抗拔樁的研究相對較少。因此對變截面樁的抗拔開展研究具有十分重要的意義。
　　本文在閱讀和分析國內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，以模型試驗(yàn)為基礎(chǔ)，結(jié)合理論分析和數(shù)值模擬對變截面抗拔樁在砂土地基中擴(kuò)大段間距對承載力的影響進(jìn)行研究，并分析了不同擴(kuò)大段間距對其抗拔承載力的影響。研究內(nèi)容主要包括：
　　（1）通過5組變截面抗拔樁在砂土地基中的抗拔模型試驗(yàn)，對比分析了等截面樁與

3、變截面樁的承載機(jī)理，并研究了擴(kuò)大段間距對其抗拔承載力的影響。研究表明，變截面抗拔樁的極限抗拔承載力較等截面樁大，同時(shí)發(fā)揮極限承載力所需的樁土相對位移也較大；極限抗拔承載力隨著擴(kuò)大段間距的增大而增大，但是當(dāng)擴(kuò)大段間距大于6倍主樁樁徑（18cm）后，增幅較小。
　?。?）對不同擴(kuò)大段間距的抗拔樁進(jìn)行了數(shù)值分析，對其破壞模式進(jìn)行了研究。研究表明，擴(kuò)大段間距小于6倍主樁樁徑時(shí)，塑性區(qū)主要分布在變截面附近，并且為一兩頭大中間小的葫蘆狀，當(dāng)擴(kuò)

4、大段間距大于等于6倍主樁樁徑，上下擴(kuò)大段附近土體塑性區(qū)彼此分離，以擴(kuò)大段上截面為中心呈倒鐘型向外擴(kuò)展。
　　（3）根據(jù)數(shù)值模擬的塑性區(qū)，根據(jù)不同擴(kuò)大段間距，假定了兩種破壞模式。當(dāng)擴(kuò)大段間距大于6倍主樁樁徑時(shí)，假定破壞模式為兩個(gè)擴(kuò)大段上部相互獨(dú)立的對數(shù)螺線型破壞；當(dāng)擴(kuò)大段間距小于6倍主樁樁徑時(shí)，假定破壞模式為上擴(kuò)大段上部土體的對數(shù)螺線型破裂面，下擴(kuò)大段與上擴(kuò)大段間的橢圓形破裂面。根據(jù)兩個(gè)破壞模式，提出了擴(kuò)大段支承力的計(jì)算公式，同時(shí)考