横向荷载作用下高桩承台的受力性能分析和研究

摘要

伴随着苏州河环境综合整治三期工程的开展，改造和加固两岸的防汛墙是非常有必要的。而高桩承台，作为防汛墙改造和加固工程的主要结构型式，其横向荷载作用下桩基的受力机理分析、计算模型的选择等均关系着结构的安全性和合理性。 本文结合实际工程，对比分析了横向荷载作用下高桩承台的平面m法和非线性有限元法，得出两种方法计算出的水平位移值和弯矩的分布规律与实测值基本一致，但非线性有限元法更为精确。并指出平面m法要求泥面以上的荷载为均布荷载，承台绝对刚性等，因此具有很大的局限性；而非线性有限元法在ANSYS软件中实施时，要注意模型的选取、各单元在连接处自由度的衔接、荷载的选取等，如防汛墙这类高桩承台结构要考虑到承台板及后排桩的遮帘作用，泥面以下土压力的作用。 除了对计算方法的探讨外，本文还重点分析了横向荷载作用下单桩和高桩承台内力的一般分布规律及其各影响因素。如桩顶自由的非嵌固单桩，当只作用水平荷载时，最大弯矩作用点一般在0～0.4倍桩长之间；前板桩、后方桩的高桩承台结构，如要增大桩径，最好增大后方桩的桩径，因为这将使两桩的弯矩分配更趋于合理化与均匀化等。 最后，关于进一步研究的方向进行了简要的讨论。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章引言

1.1概述

1.2桩基的简介

1.3水平力作用下单桩的计算理论现状

1.3.1弹性地基反力法

1.3.2弹性理论法

1.3.3极限平衡法

1.3.4有限元法

1.3.5 P-Y曲线法

1.4水平力作用下单桩承载力的影响因素

1.4.1成桩的施工工艺

1.4.2桩体材料的强度和刚度

1.4.3土的性质

1.4.4桩的入土桩长

1.4.5桩径和长径比

1.4.6时间

1.5水平力作用下群桩的计算方法

1.5.1假想嵌固点法

1.5.2群桩效率法

1.5.3平面m法

1.5.4有限元法

1.5.5水平力作用下群桩承载力的影响因素

1.6本文研究的主要内容

第2章m法高桩承台计算

2.1单桩m法

2.1.1 m法的基本假定

2.1.2单桩m法计算

2.1.3单桩m法计算公式分析

2.2高桩承台m法

2.2.1基本假定

2.2.2基本公式

2.2.3实际工程应用

第3章非线性有限元基本理论及ANSYS建模

3.1非线性基本理论

3.1.1非线性行为的原因

3.1.2非线性分析的求解

3.2高桩承台有限元法分析

3.2.1高桩承台有限元法

3.2.2有限元灶在ANSYS一般分析步骤

3.3 ANSYS建模

3.3.1模型选择

3.3.2相关单元的选取

3.4防汛墙高桩承台ANSYS建模

3.4.1计算断面的选择

3.4.2相关单元的选择

3.4.3边界条件的选择

3.4.4荷载的选择

第4章高桩承台非线性有限元分析

4.1 ANSYS计算与分析

4.1.1平面m法与有限元实例对比分析

4.1.2 ANSYS有限元分析若干问题的讨论

4.2高桩承台的影响因素分析

4.2.1土的地基系数的比例系数的影响

4.2.2入土桩长的影响

4.2.3桩数的影响

4.2.4桩径的影响

第5章结论与展望

5.1结论

5.2进一步工作的方向

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果