论文部分内容阅读
自上世纪八十年代广东地区引进预应力混凝土管桩以来,预应力管桩在我国各地区迅速推广,但预应力管桩施工引起的桩周土体中超孔隙水压力及其消散过程的预测、承载力和沉降的时效性等问题没有得到很好地解决,以至于在工程设计中过分保守,造成不必要的浪费。本文在总结分析前人成果的基础上,以郑州市郑东新区华北水利水电学院新校桩基础静载试验资料为依据,对饱和粉土中预应力管桩的承载力和沉降及其时效性进行详细地分析,对承载力和沉降的各个影响因素进行详细地分析,主要有以下几点:
1)根据圆孔扩张理论及Hankel孔隙水压力公式推导出摩擦角不为零的Mohr-Coulomb材料土体中初始孔隙水压力计算公式,得到初始孔隙水压力在径向呈对数函数分布。并通过对初始孔隙水压力影响因素的分析得到:同一径向距离上的超静孔隙水压力随初始孔径率Ro/Rm的增大而减小,超静孔隙水压力的影响半径也随之减小,当初始孔径率Ro/Rm<0.4时,减小不明显;孔隙水压力随内摩擦角φ的增大而逐渐减小,且在径向方向的消散随着内摩擦角φ的增大而加快;泊松比μ对孔隙水压力的分布影响较小,只是孔隙水压力的大小随泊松比的增大而略有增加:弹性模量E对孔隙水压力的分布形式没有影响,只是孔隙水压力大小随着E的增大而增大。
2)根据孔隙水压力消散方程分析得到:在前期孔隙水压力的消散幅度较大,孔隙水压力随着桩径Ru的增大而增大:孔隙水压力的消散随着固结系数Cv的增大而加大,时间越长固结系数Cv对孔隙水压力的消散影响越大。
3)得出预应力管桩的承载力为初始承载力和后期承载力增加值两部分。分析承载力增加值的影响因素得到:承载力的增长主要是在前期,前两个月内能达到最终值得百分之八十以上:承载力最终增加值随着内摩擦角φ的增大而显著增加;在同一时间段内,承载力增加值随着E的增加而增大;固结系数越大,承载力的增加值就越快,尤其是沉桩后的前期,到后期时固结系数对承载力的增加影响逐渐减小。
4)文中应用FLAC分析预应力管桩沉降。基于快速拉格朗日差分法的FLAC软件为分析预应力管桩沉降提供了新的途径。本文采用FLAC自带的接触单元,并利用FLAC软件中自带的FISH语言编制程序,在桩顶施加从O线性增长到一定数量的竖向荷载,记录下相应荷载作用下的竖向位移,得出竖向荷载.位移曲线与实测曲线基本相符。