螺紋樁樁土界面特性數(shù)值模擬

2.9萬字 70頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)


摘要
新型后注漿成型螺紋樁是一種新型的抗拔樁，它是傳統(tǒng)的灌注樁和后注漿技術結合的產物。目前，該樁型在高水位軟土地區(qū)已經得到了推廣，但是其理論研究還不是很完善。本文以該樁型為研究對象，利用數(shù)值模擬的方法，對該新型樁樁土界面特性做了詳細的研究。主要研究的內容及成果包括以下幾個方面：
（1）將復雜的三維螺紋樁樁土接觸問題進行展開簡化，得到帶有一條條平行斜直線的混凝土面板。對賈鵬做的樁土接觸直剪試驗數(shù)據(jù)進行整理，得到不同螺距的螺紋樁樁土剪切破壞的 曲線。根據(jù)數(shù)據(jù)擬合的方法和數(shù)值模擬的方法得到摩擦系數(shù) 的取值范圍 確定了 的較為合理取值為0.36。
（2）對不同螺距的混凝土面板進行直剪試驗數(shù)值模擬。得到數(shù)值模擬的 曲線與試驗結果相符，得到有螺紋相對于無螺紋的極限剪應力提高了26.8%。得到螺距與極限剪應力的關系曲線，證明螺紋樁存在最優(yōu)螺距約為200mm左右，使得螺紋樁的極限抗拔力最大。
（3）樁土界面特性存在拱形理論。樁土抗拔破壞主要取決于土體的塑性破壞區(qū)的面積，塑性破壞面積越大，其抗拔強度也就越大。對于帶螺紋的樁，樁土之間能夠形成拱形的塑性區(qū)。這種拱形塑性區(qū)理論可以解釋最優(yōu)螺距的存在，承載力最高的螺距，其能夠形成連續(xù)的拱形破壞面，并且其圍成的面積也較其他螺距大，因此其抗拔承載力也就最大。
（4）通過建立三維的螺紋樁土接觸模型進行模擬與二維接觸的數(shù)值模擬結果對比，驗證了直剪試驗的界面拱形破壞面理論和最優(yōu)螺距的結論。唯有不同的地方，三維的模型破壞時不存在斜45°方向的塑性開展區(qū)。在三維模型中得到樁土界面破壞機理，塑性區(qū)開展從下至上直至連成連續(xù)的曲面。



關鍵字： 注漿成型螺紋樁 數(shù)值模擬 界面特性 摩擦模型 直剪試驗