基本信息
- 项目名称：
- 大直径变截面桩承载性状与设计方法研究
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 大直径变截面桩与中小直径等截面桩的受力状态相差很大，传统桩基理论体系已不能恰当分析大直径变截面桩的工作机理和受力性状。国内最早施工的大直径变截面桩现已服役超过20年，工后沉降量极小，表现出很好的承载性能和耐久性能。目前我国正值基础建设高峰期，因此，迫切需要研究该桩型的受力机理并提出计算桩体竖向、水平向承载力及变形的合理方法。 本课题首先从分析苏通大桥变截面桩基载荷试验曲线...(查看更多)
- 详细介绍：
- 对于大型桥梁、建筑及港口等工程而言，桩基是最常用的基础形式。大直径变截面桩以其承载能力强、水平抗力大、沉降变形小、施工进度快、经济效益好等优点，在诸多工程中得到广泛应用。目前国内最早施工的大直径变截面桩已经服役超过20年，工后沉降量极小，表现出很好的承载性能和耐久性能。然而由于大直径变截面桩工作机理复杂，传统桩基理论体系已不能恰当分析其工作机理和受力性状，这严重影响了大直径变截面...(查看更多)
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：提出简明实用的大直径变截面桩竖向、水平向承载力及其变形的计算方法，并编制配套辅助设计软件。 基本思路：从大直径变截面桩的实际受力性能出发，根据变形协调条件，划分桩体不同受力状态，选取其中一个临界状态，推导桩体竖向承载力及变形的计算方法；采用基于文克尔假设理论的分段法，化变截面为等截面，提出桩体水平向承载力及变形的计算方法。
科学性、先进性及独特之处
- 科学性：通过分析大直径变截面桩的荷载传递机理，提出其竖向承载力及变形的计算方法；采用基于文克尔理论的分段法，提出桩体水平向承载力及变位的计算方法。经验算，本算法计算结果与工程实测值十分接近。 先进性及独特之处：本算法概念明确、推导严密、承载力与沉降量关系密切，克服了传统方法在计算桩体受力时状态模糊、力与变形互不协调、计算结果不准确等缺点。另外，现已开发出配套辅助设计软件。
应用价值和现实意义
- 实际应用价值：本文算法可为以沉降量控制桩基竖向承载力设计提供理论支持；可广泛应用于对桩基承载力和沉降精度要求高的工程中，在保证承载力不变的前提下减少桩基数目、节约工程成本；配套的辅助设计软件可使计算方便快捷。 现实意义：目前大直径变截面桩的应用日趋广泛，本文算法可更加精确地分析该桩型的承载力及变形，在分析桩体受力、简化计算等方面具有广阔的应用前景，同时将为桩基设计理论的进一步完善做出贡献。
学术论文摘要
- 从大直径变截面桩实际受力性能出发，划分桩体不同受力状态，在考虑一定安全储备的基础上选取其中一个临界状态进行研究，根据桩-土变形协调条件提出大直径变截面桩竖向承载力及变形的计算方法，并用该方法对苏通大桥变截面桩基础进行竖向承载力及沉降量计算，结果与实验所得设计值十分接近，表明该方法比现行规范算法更准确。同时，基于文克尔理论将变截面分为上、下两段，利用弹性力学方法和虚拟桩法，考虑变截...(查看更多)
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- 1、吕艳 黄剑虹等，无承台、变截面、大直径桥梁工程桩及其水平承载力的计算[C]，第六届全国大口径工程青岛会议（2001） 2、上官兴、蒋伟，钻孔桩实用沉降计算曲线[C]. 中国公路学会桥梁和结构工程学会，2007年全国桥梁学术会议论文集 3、Delpak, Omer J R and Robinson R B, Load /Settlement Prediction for Lar...(查看更多)
同类课题研究水平概述
- 目前，国内外对大直径桩承载力理论的研究，主要包括数学拟合法(包括灰色预测法、神经网络法和遗传算法等)和荷载传递法。数学拟合法是建立在大量试验数据基础上的。Wei Dong Guo和Mark F Randolph 于1998年对用荷载传递法分析桩体可靠性及影响桩体荷载传递的诸因素进行了深入探索。针对泥岩中大直径钻孔灌注桩的沉降和变形预测，Delpka进行了系统分析和研究，并提出考虑...(查看更多)
