樁基負摩阻力特性的理論與試驗研究.pdf

1、負摩阻力樁的樁--土相互作用十分復(fù)雜。盡管國內(nèi)外對這個問題的研究持續(xù)了約七十年，但許多問題還有待進一步的研究。在國內(nèi)外負摩阻力研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合湖南省自然科學(xué)基金課題和湖南省建設(shè)廳科研課題的研究，開展了本文的研究工作。通過理論分析、現(xiàn)場試驗和數(shù)值模擬分析相結(jié)合的方法進行研究，對樁的負摩阻力有了更全面和深入的認識，主要研究工作包括以下幾個方面： 1．分析樁基負摩阻力發(fā)生的實際加載過程，將加載次序分為樁頂荷載施加之后再施加負摩阻力和

2、施加負摩阻力之后再施加樁頂荷載兩種工況。在此基礎(chǔ)上，首次提出考慮樁頂荷載及加載次序的負摩阻力樁的剪切荷載傳遞分析的解析方法。通過與有限元分析結(jié)果的對比，證明考慮加載次序的分析在理論上是可靠的，也是可行的。 2．無論是本文的解析分析方法結(jié)果，還是現(xiàn)場試驗和有限元分析結(jié)果均得到了樁的負摩阻力隨著樁頂荷載和土體固結(jié)時間變化的規(guī)律： ①無樁頂荷載作用時沉降最小、中性點位置最低的，下拽力最大。有樁頂荷載作用時，沉降明顯增加、中性點

3、的位置明顯上升，下拽力減小。而且隨著樁頂荷載的增加，這些指標的差距加大。 ②在土體固結(jié)初期，有樁頂荷載樁的中性點位置呈現(xiàn)由淺到深的變化，無荷載樁的中性點由較深的位置向較淺的位置變化。與無樁頂荷載時比較，樁頂荷載的作用推遲了負摩阻力出現(xiàn)的時間。 3．通過有限元分析，對影響負摩阻力樁特性的加載次序、樁身材料彈性模量等因素做了進一步分析研究。同時還對端承樁的負摩阻力特性進行了研究，得到了一些負摩阻力樁基的荷載傳遞規(guī)律：

4、 ①不同的加載次序會帶來不同的結(jié)果，負摩阻力先出現(xiàn)時，中性點的位置比較低，樁基沉降比較小。這種差距隨著樁頂荷載的增加而加大。負摩阻力先出現(xiàn)時，下拽力小于樁頂荷載先施加的情況，這種差距隨著樁頂荷載的增加而增大。 ②樁身材料的彈性模量也是影響負摩阻力特性的重要因素。樁體材料彈性模量存在一個臨界值，當(dāng)樁體材料模量大于此值時，負摩阻力特性與常規(guī)樁相同。樁體材料模量小于此值時，樁身壓縮變形增大，樁頂位移和樁端位移會有很明顯得差異，會造成中

5、性點位置上移，樁身中最大附加應(yīng)力降低。③樁頂荷載的作用同樣會使得端承樁的負摩阻力特性改變，而不是以往認為的基本不變。與無樁頂荷載時相比，荷載的作用使得端承樁的沉降增加、下拽力減小、中性點位置上升。隨著荷載的增加，負摩阻力特性的差距就越大。 4．采用有限元法分析了復(fù)合地基中加固樁體在地下水位下降后的負摩阻力特性。地下水位下降后，復(fù)合地基中加固樁體的負摩阻力比降水前明顯增大，加固樁體和基礎(chǔ)沉降增大，加固樁體的軸力增加，樁-土應(yīng)力比提