黏性土中打入樁豎向受荷特性及承載力計算方法評價.pdf

1、樁基礎(chǔ)作為重要的基礎(chǔ)形式之一，廣泛應(yīng)用于大型跨江海橋梁、風力渦輪機、港口和近海工程結(jié)構(gòu)物等。這類大直徑長樁主要采用打入法施工，然而由于費用，設(shè)備，工期和場地條件等限制，樁的靜載試驗往往難以進行或未能達到極限破壞，導致無法確定極限承載力。因此，如何選擇一種完善的理論或方法準確估算打入樁的豎向承載力是巖土工程中重要的研究課題。傳統(tǒng)的樁基設(shè)計方法主要為經(jīng)驗或半經(jīng)驗法，其預測精度往往低于工程設(shè)計者的期望。關(guān)于樁的極限承載力的確定，迄今為止還沒有

2、一種廣為接受而又十分可靠的設(shè)計方法或理論。
　　本研究基于黏土的基本特性，研究了打入樁的受荷特性、承載力計算方法及高質(zhì)量現(xiàn)場試驗校核。目前研究黏土中樁受荷特性的主要理論方法有有限元法，柱孔擴張理論和應(yīng)交路徑法，其中有限元法可以模擬打樁過程中的樁土相互作用，能夠較好地估算和預測樁基承載特性。為了進一步深入了解樁-土共同作用機理以及克服原有經(jīng)驗方法缺乏廣泛適用性，可以通過開展安裝有測量元件的打入樁現(xiàn)場試驗，并獲得樁土共同作用下應(yīng)力場的

3、分布規(guī)律。
　　近年來，基于靜載試樁實測資料，國外一些研究團隊分別建立了黏土中打入樁豎向承載力計算方法。但由于采用的數(shù)據(jù)庫質(zhì)量控制標準參差不齊，所建立的設(shè)計方法的可靠性也不盡相同，這導致這些樁基設(shè)計方法應(yīng)用于新的樁基實例校核時會出現(xiàn)較大的偏差。為了客觀地對各設(shè)計方法進行可靠性評價，亟需建立具有廣泛代表性并采用統(tǒng)一質(zhì)量控制的數(shù)據(jù)庫?；谏鲜瞿康?，本文建立了一個浙江大學(ZJU)-英國帝國理工學院(ICL)黏土(Clay)數(shù)據(jù)庫，總共

4、包含70根打入樁的靜載試驗，主要來源于文獻，工程項目以及國際上其他研究團隊。本文考慮了10種國際上常用的設(shè)計方法，并采用建立的數(shù)據(jù)庫，對這些方法進行了客觀性評價，并通過統(tǒng)計學中的均值和變異系數(shù)進行表征。通過數(shù)據(jù)庫的分析，本文還考慮了時間效應(yīng)對樁基承載力的影響。
　　有限元數(shù)值模擬作為計算打入樁承載特性的一種有效手段，在工程實踐中應(yīng)用廣泛。基于應(yīng)用有限元通用分析軟件ABAQUS，考慮耦合的歐拉-拉格朗日(CEL)技術(shù)能較好地解決打樁