超長(zhǎng)群樁基礎(chǔ)承載機(jī)理研究目錄

第一章　緒論

1.1　概述

1.2　樁基礎(chǔ)的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.3　超長(zhǎng)大直徑群樁基礎(chǔ)的研究現(xiàn)狀

1.4　主要研究?jī)?nèi)容

第二章　室內(nèi)外群樁模型試驗(yàn)研究

2.1　室內(nèi)模型試驗(yàn)研究

2.2　室外模型試驗(yàn)研究

第三章　群樁基礎(chǔ)的離心模型試驗(yàn)

3.1　離心試驗(yàn)簡(jiǎn)介

3.2　離心試驗(yàn)方法

3.3　試驗(yàn)原型模擬

3.4　單樁離心模型試驗(yàn)

3.5　群樁離心模型試驗(yàn)

第四章　群樁基礎(chǔ)的數(shù)值模擬研究

4.1　有限元建模

4.2　超大群樁基礎(chǔ)的數(shù)值模擬

4.3　沖刷對(duì)樁基承載性能影響的數(shù)值模型分析

第五章　超長(zhǎng)群樁基礎(chǔ)的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)與反演分析

5.1　研究現(xiàn)狀及研究?jī)?nèi)容

5.2　傳感器系統(tǒng)與監(jiān)測(cè)點(diǎn)（孑L）的布置

5.3　現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果

5.4　原型群樁基礎(chǔ)的工作特性

5.5　研究結(jié)論

第六章　超長(zhǎng)大直徑鉆子L灌注樁單樁承載性能研究

6.1　靜載試驗(yàn)研究

6.2　樁端極限承載力理論研究

6.3　樁身自重的研究

6.4　樁身壓縮量（沉降量）計(jì)算

6.5　承載力與沉降關(guān)系的研究

第七章　群樁基礎(chǔ)的理論計(jì)算研究

7.1　承載力計(jì)算研究

7.2　沉降的計(jì)算方法研究

第八章　鋼混組合變截面樁承載性能研究

8.1　豎向荷載作用下承載性能研究

8.2　水平向荷載作用下承載性能研究

第九章　室內(nèi)注漿試驗(yàn)研究

9.1　飽和與非飽和土注漿效果研究

9.2　不同注漿壓力的注漿效果研究

9.3　注漿固化物強(qiáng)度隨時(shí)問(wèn)變化規(guī)律研究

9.4　不同注漿添加劑的注漿效果研究

9.5　不同外界條件對(duì)固化物強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)的影響分析

9.6　研究結(jié)論

第十章　樁端后壓漿研究

10.1　現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究

10.2　有限元分析

10.3　樁端后壓漿設(shè)計(jì)應(yīng)用

第十一章　超大型樁基承臺(tái)軟化協(xié)調(diào)空間桁架設(shè)計(jì)方法分析研究

11.1　超大型承臺(tái)設(shè)計(jì)方法研究現(xiàn)狀

11.2　集群樁基大型承臺(tái)試驗(yàn)研究

11.3　樁基承臺(tái)軟化協(xié)調(diào)空間桁架理論方法研究

11.4　蘇通大橋承臺(tái)各種設(shè)計(jì)方法計(jì)算對(duì)比

11.5　蘇通大橋承臺(tái)結(jié)構(gòu)有限元分析

11.6　蘇通大橋承臺(tái)空間桁架現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試分析

11.7　研究結(jié)論

參考文獻(xiàn)

《超長(zhǎng)群樁基礎(chǔ)承載機(jī)理研究》詳細(xì)介紹了超長(zhǎng)群樁基礎(chǔ)室內(nèi)外模型試驗(yàn)、離心試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、數(shù)值計(jì)算、監(jiān)測(cè)反分析，得出了群樁基礎(chǔ)荷載傳遞機(jī)理，以及在蘇通大橋基礎(chǔ)中的應(yīng)用，并專題討論了鋼混組合變截面樁、樁底后注漿技術(shù)及厚承臺(tái)桁架理論。

《超長(zhǎng)群樁基礎(chǔ)承載機(jī)理研究》可供從事樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理工作的工程技術(shù)和科研人員以及高等院校師生參考使用。

現(xiàn)代斜拉橋的發(fā)展是橋梁工程師最引以為豪的成就之一。

雖然利用藤、竹等柔性天然材料承重并實(shí)現(xiàn)跨越是人類最早認(rèn)識(shí)到的自然規(guī)律之一，但斜拉橋作為一種固定結(jié)構(gòu)形式，其發(fā)展卻由于纜索材料的性能問(wèn)題長(zhǎng)期停滯。在現(xiàn)代材料與技術(shù)進(jìn)步的推動(dòng)下，1956年Stromsund橋在瑞典建成通車；之后，在德國(guó)著名工程師Franz Dischinger的推動(dòng)下，多座稀索體系斜拉橋在萊茵河上相繼建成，現(xiàn)代斜拉橋正式形成，也實(shí)現(xiàn)了斜拉橋跨徑的第一次發(fā)展。隨后，現(xiàn)代斜拉橋又經(jīng)歷了從稀索體系到密索體系等一系列重要的發(fā)展歷程，跨越能力穩(wěn)步提升。1995年，法國(guó)諾曼底大橋?qū)崿F(xiàn)了856m的跨徑；1999年日本多多羅大橋?qū)崿F(xiàn)了890m的跨徑。而挑戰(zhàn)千米級(jí)斜拉橋，實(shí)現(xiàn)斜拉橋跨徑的千米級(jí)突破，則成為橋梁工程師在那之后又一個(gè)奮斗目標(biāo)。2100433B

以采用核心筒巨柱外框架結(jié)構(gòu)的超高層建筑超長(zhǎng)樁群樁與厚筏基礎(chǔ)為研究對(duì)象，基于其上部結(jié)構(gòu)、筏板、基樁及地基土體間的相互作用機(jī)制，深入研究分析其受力與沉降變形機(jī)理。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)及模型試驗(yàn)深入研究超長(zhǎng)樁承載性能、荷載傳遞規(guī)律及相關(guān)因素的影響規(guī)律等，并建立相關(guān)荷載傳遞模型及樁側(cè)廣義剪切模型，進(jìn)行超長(zhǎng)樁荷載傳遞計(jì)算；開(kāi)展超長(zhǎng)樁群樁基礎(chǔ)模型試驗(yàn)，研究超長(zhǎng)樁群樁基礎(chǔ)承載變形規(guī)律及其荷載傳遞機(jī)理，得到荷載-沉降規(guī)律、樁身軸力分布、樁側(cè)摩阻力、筏下土承擔(dān)荷載、樁端土應(yīng)力和樁間土反力分布規(guī)律，并對(duì)超長(zhǎng)群樁樁-土相互作用及荷載傳遞性狀進(jìn)行探討；基于實(shí)際工程，開(kāi)展考慮上部結(jié)構(gòu)影響的超長(zhǎng)樁群樁厚筏基礎(chǔ)數(shù)值模擬分析，研究其沉降變形規(guī)律及上部結(jié)構(gòu)對(duì)其沉降變形的影響；基于彈性半空間的Mindlin位移解的數(shù)值積分，結(jié)合疊加原理的Poulos 彈性理論方法，提出考慮群樁加筋效應(yīng)三樁模型方法及加筋系數(shù)的概念，建立考慮遮攔-群樁加筋效應(yīng)的群樁加筋系數(shù)分析法，并對(duì)超長(zhǎng)群樁進(jìn)行沉降分析。研究成果將有助于超高層建筑樁筏基礎(chǔ)承載性狀的認(rèn)知，促進(jìn)超高層建筑樁筏基礎(chǔ)工程實(shí)踐的發(fā)展。 2100433B

隨著我國(guó)大型橋梁的不斷修建，大型超長(zhǎng)群樁基礎(chǔ)正被廣泛采用。而由于對(duì)此類基礎(chǔ)的荷載傳遞規(guī)律尚缺乏準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)，工程設(shè)計(jì)中具有較大盲目性（如盲目增大樁長(zhǎng)以提高承載力），從而極大地增加了施工難度與工程造價(jià)，因此深入開(kāi)展大型超長(zhǎng)群樁基礎(chǔ)有效樁長(zhǎng)的計(jì)算方法研究，已成為工程界迫切需要，具有重要工程意義。本研究從室內(nèi)模型試驗(yàn)、理論分析、數(shù)值模擬以及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)等入手，對(duì)超長(zhǎng)橋梁群樁的荷載傳遞機(jī)理、承載力與沉降計(jì)算等進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究，主要研究工作及重要結(jié)論如下： （1）以相似理論為指導(dǎo)，設(shè)計(jì)并完成了超長(zhǎng)單樁、超長(zhǎng)帶臺(tái)單樁及超長(zhǎng)群樁的室內(nèi)模型豎向承載對(duì)比試驗(yàn)，通過(guò)量測(cè)加載過(guò)程中樁身軸力、樁身摩阻力、樁端阻力、承臺(tái)底土反力以及樁頂沉降，探討了超長(zhǎng)單樁、超長(zhǎng)帶臺(tái)單樁及超長(zhǎng)群樁的荷載傳遞機(jī)制與沉降特性，揭示了大直徑超長(zhǎng)灌注樁的荷載傳遞機(jī)理、破壞模式； （2）采用剪切位移法考慮樁周土體應(yīng)力的橫向傳遞作用，以荷載傳遞法模擬群樁中基樁荷載的豎向傳遞規(guī)律，并考慮群樁間遮簾效應(yīng)，建立了樁-樁相互作用模型，并由此導(dǎo)得了基樁豎向荷載傳遞的微分方程，通過(guò)對(duì)該微分方程的求解，得到了深厚軟土區(qū)的超長(zhǎng)群樁的沉降計(jì)算方法，再此基礎(chǔ)上，通過(guò)控制樁頂沉降法來(lái)確定超長(zhǎng)群樁基礎(chǔ)的有效樁長(zhǎng)，從而建立了考慮群樁效應(yīng)的超長(zhǎng)群樁有效樁長(zhǎng)計(jì)算方法，并分析了超長(zhǎng)群樁基礎(chǔ)的影響因素； （3）采用ADINA非線性結(jié)構(gòu)分析程序建立超長(zhǎng)群樁基礎(chǔ)的三維實(shí)體有限元模型，結(jié)合算例研究，證明了本文模型的準(zhǔn)確性。給出了豎向荷載作用下數(shù)值計(jì)算中超長(zhǎng)群樁基礎(chǔ)有效樁長(zhǎng)的界定方法，在此基礎(chǔ)上深入的研究了深厚軟土區(qū)的超長(zhǎng)群樁有效樁長(zhǎng)問(wèn)題，并分析了其影響因素，結(jié)果表明：樁頂荷載、樁土剛度系數(shù)、土層的內(nèi)摩擦角及土層的粘聚力對(duì)超長(zhǎng)群樁基礎(chǔ)有效樁長(zhǎng)的影響較大，而樁半徑、樁間距對(duì)超長(zhǎng)群樁基礎(chǔ)有效樁長(zhǎng)的影響較小，土體泊松比對(duì)超長(zhǎng)群樁基礎(chǔ)有效樁長(zhǎng)的影響可以忽略不計(jì)； （4）將室內(nèi)模型及理論計(jì)算結(jié)果應(yīng)用于湖南省長(zhǎng)湘高速公路深厚軟土區(qū)超長(zhǎng)群樁基礎(chǔ)的優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算，通過(guò)開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)深厚軟土區(qū)大直徑超長(zhǎng)灌注樁的自平衡靜載試驗(yàn)及長(zhǎng)期觀測(cè)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，優(yōu)化設(shè)計(jì)后的長(zhǎng)湘高速公路湘江特大橋的基樁承載力及穩(wěn)定性滿足設(shè)計(jì)要求，承載性能隨時(shí)間趨于穩(wěn)定； （5針對(duì)深厚軟土區(qū)大直徑超長(zhǎng)灌注樁施工的復(fù)雜性和特殊性，提出了相應(yīng)的施工質(zhì)量監(jiān)控及檢測(cè)技術(shù)，編制了施工指南，從而為實(shí)際工程建設(shè)提供了技術(shù)指導(dǎo)。

隨著我國(guó)大型橋梁的不斷修建，大型超長(zhǎng)群樁基礎(chǔ)正被廣泛采用。而由于對(duì)此類基礎(chǔ)的荷載傳遞規(guī)律尚缺乏準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)，工程設(shè)計(jì)中具有較大盲目性（如盲目增大樁長(zhǎng)以提高承載力），從而極大地增加了施工難度與工程造價(jià)，因此深入開(kāi)展大型超長(zhǎng)群樁基礎(chǔ)有效樁長(zhǎng)的計(jì)算方法研究，已成為工程界迫切需要，具有重要工程意義。為此，本研究擬以湖南洞庭湖區(qū)實(shí)際工程為依托，從現(xiàn)場(chǎng)原型試驗(yàn)與室內(nèi)模型試驗(yàn)入手，探討其受力特性，并深入分析其承載破壞全過(guò)程的荷載傳遞機(jī)理、破壞模式、荷載沉降曲線特征等；在此基礎(chǔ)上，通過(guò)建立合理的荷載傳遞模型，并引入突變理論考慮超長(zhǎng)群樁承載過(guò)程的突變性，導(dǎo)出對(duì)應(yīng)于于不同樁長(zhǎng)的超長(zhǎng)群樁基礎(chǔ)承載力計(jì)算公式。最后，基于數(shù)值模擬分析，在解決本構(gòu)模型的前提下，深入探討樁間距、樁徑、土體強(qiáng)度等對(duì)超長(zhǎng)群樁基礎(chǔ)有效樁長(zhǎng)的影響，由此提出考慮多因素情況下超長(zhǎng)群樁基礎(chǔ)有效樁長(zhǎng)確定方法，并編制相應(yīng)的設(shè)計(jì)指南，為相關(guān)設(shè)計(jì)提供參考。