大直径长桩侧阻软化机理研究

软土地基中大直径长桩、超长桩被广泛应用于高（超高）层建筑和重要构筑物。但由于对其机理认识不足，也出现了很多工程事故。这一课题有必要在理论上加以系统研究。本课题拟通过模型桩的离心机试验，利用相似原理，分析桩－土作用过程中土的性状，系统地研究桩－土界面性状对侧阻和承载力的影响并提出评价参数。结合大量现场试验，分析侧阻极限值与相对桩土位移的关系，研究侧阻和端阻的耦合作用机理及其影响。明晰桩侧阻发挥规律和软化机理，提出侧阻软化后残余强度的计算公式。同时建立桩－土性状对侧阻和承载力影响的数据库，并进行定量的分析研究。最终提出考虑侧阻软化、侧阻和端阻耦合作用以及桩－土界面性状影响的长桩、超长桩计算理论和设计方法。本课题对完善桩基尤其是大直径长桩、超长桩的承载力和沉降计算理论，指导大直径长桩、超长桩的实际设计应用具有重要的理论和经济意义。 2100433B

内容简介

结合国家科技支撑计划，采用理论分析、现场试桩试验研究、室内模型试验研究、数值模拟等相结合的方法对大跨度桥梁深长嵌岩桩进行了一系列的研究。《大直径深长嵌岩桩承载机理研究与应用》系统介绍了大直径深长嵌岩桩的荷载传递机理，以及岩石特性和尺寸效应对嵌岩段侧摩阻力和端阻力的影响因素研究，通过室内模型和原位试验研究了孔壁粗糙度和沉渣厚度对承载力的影响，建立了大直径深长嵌岩桩的设计计算方法，并应用于工程实例。2100433B

以采用核心筒巨柱外框架结构的超高层建筑超长桩群桩与厚筏基础为研究对象，基于其上部结构、筏板、基桩及地基土体间的相互作用机制，深入研究分析其受力与沉降变形机理。通过现场实测及模型试验深入研究超长桩承载性能、荷载传递规律及相关因素的影响规律等，并建立相关荷载传递模型及桩侧广义剪切模型，进行超长桩荷载传递计算；开展超长桩群桩基础模型试验，研究超长桩群桩基础承载变形规律及其荷载传递机理，得到荷载-沉降规律、桩身轴力分布、桩侧摩阻力、筏下土承担荷载、桩端土应力和桩间土反力分布规律，并对超长群桩桩-土相互作用及荷载传递性状进行探讨；基于实际工程，开展考虑上部结构影响的超长桩群桩厚筏基础数值模拟分析，研究其沉降变形规律及上部结构对其沉降变形的影响；基于弹性半空间的Mindlin位移解的数值积分，结合叠加原理的Poulos 弹性理论方法，提出考虑群桩加筋效应三桩模型方法及加筋系数的概念，建立考虑遮拦-群桩加筋效应的群桩加筋系数分析法，并对超长群桩进行沉降分析。研究成果将有助于超高层建筑桩筏基础承载性状的认知，促进超高层建筑桩筏基础工程实践的发展。 2100433B