螺旋樁基礎(chǔ)在斜向荷載作用下的力學(xué)特性與承載機(jī)理研究.pdf

1、從廣義上講工程樁的載荷形式均可以視為斜向任意偏心載荷，即工程樁同時(shí)承受軸向荷載、水平荷載、扭矩和力偶的組合作用。本文研究的荷載形式是作用于樁頂?shù)姆瞧男毕蚝奢d（包括水平荷載）。對(duì)于變截面、異形的螺旋樁而言，在斜向荷載作用下，其樁體的力學(xué)性質(zhì)、樁土系統(tǒng)的力學(xué)響應(yīng)、外荷載的傾角以及荷載耦合作用等因素導(dǎo)致了螺旋樁基礎(chǔ)的荷載傳遞機(jī)理和破壞模式要比單一豎向荷載、單一水平荷載條件下的樁基礎(chǔ)力學(xué)特性更為復(fù)雜。為此，使用試驗(yàn)、理論分析和數(shù)值模擬等技術(shù)手

2、段，開展了斜向荷載螺旋樁基礎(chǔ)承載機(jī)理和設(shè)計(jì)理論研究工作。
　　首先，通過(guò)兩組6次水平荷載作用的螺旋樁基礎(chǔ)試驗(yàn)、兩組11次斜向荷載承壓螺旋樁基礎(chǔ)試驗(yàn)和兩組6次斜向荷載抗拔螺旋樁基礎(chǔ)試驗(yàn)，實(shí)測(cè)了樁頂位移、樁頂荷載以及地基應(yīng)力，研究了三種荷載形式下螺旋樁基礎(chǔ)的樁土相互作用規(guī)律、斜向載荷水平分量與豎向分量的耦合效應(yīng)、極限載荷判定以及螺旋樁基礎(chǔ)破壞形式等關(guān)鍵問(wèn)題，建議了相應(yīng)極限承載力的判定方法，為提出斜向荷載承壓、抗拔螺旋樁的破壞模式和相關(guān)

3、設(shè)計(jì)理論奠定了基礎(chǔ)。
　　其次，在水平載荷、斜向壓力、斜向拉力和豎向載荷等三種載荷試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了斜向荷載承壓螺旋單樁破壞模式、抗拔螺旋單樁破壞模式以及抗拔螺旋群樁基礎(chǔ)的破壞模式，進(jìn)而使用土力學(xué)、基礎(chǔ)工程學(xué)、連續(xù)介質(zhì)力學(xué)、彈性力學(xué)以及數(shù)學(xué)相關(guān)基礎(chǔ)理論，建立了斜向荷載承壓?jiǎn)螛?、抗拔單樁以及抗拔群樁的極限荷載設(shè)計(jì)理論，建議了斜向荷載承壓、抗拔螺旋樁基礎(chǔ)極限荷載計(jì)算的判定條件。在豎向承壓群樁的沉降設(shè)計(jì)理論方面，本文基于彈性力學(xué)的Mi

4、ndlin解、土力學(xué)和基礎(chǔ)工程學(xué)相關(guān)理論，推導(dǎo)了地基內(nèi)部雙集中力的地基應(yīng)力影響界限深度和螺旋樁基礎(chǔ)沉降計(jì)算方法。
　　第三，對(duì)斜向荷載工程樁基礎(chǔ)開展了三維彈塑性有限元分析（ANSYS8.0軟件）和載荷試驗(yàn)工作，研究了螺旋群樁基礎(chǔ)的承載機(jī)理和影響因素。應(yīng)用所提出的斜向載荷螺旋單樁、群樁基礎(chǔ)極限載荷設(shè)計(jì)理論和沉降設(shè)計(jì)理論，進(jìn)行了工程樁基礎(chǔ)的極限斜向荷載和沉降兩方面設(shè)計(jì)工作。有限元計(jì)算結(jié)果、理論計(jì)算結(jié)果和工程實(shí)測(cè)結(jié)果比較接近，所提出的相