鋼-土界面特性及鋼護筒嵌巖樁承載性狀研究.pdf

1、隨著長江中上游內河航運事業(yè)的迅猛發(fā)展，大直徑嵌巖樁基得到了廣泛的應用。嵌巖樁基在水上施工一般需架設鋼護筒，鋼護筒作為施工措施需嵌入地基巖層一定深度，施工完成后鋼護筒被保留下來與樁身混凝土共同承受荷載作用。在以往的設計計算中一般不考慮鋼護筒參與受力，這與實際情況不符。本文在查閱相關文獻資料的基礎上自行設計了一套室內直剪試驗裝置，研究了鋼板與砂泥巖混合填土間的接觸面力學特性及相關的影響因素，基于相關試驗數(shù)據(jù)和嵌巖樁試樁資料在反復試算論證的基

2、礎上提出了大直徑鋼護筒嵌巖樁的有限元模擬方法，并分析了大直徑鋼護筒嵌巖樁在豎向和水平向荷載下的承載性狀。本文完成的主要工作及取得的成果如下:
　　 (1)利用自行設計的土與結構接觸界面直剪試驗裝置研究了鋼與砂泥巖混合填土接觸界面的力學特性，基于試驗成果探討了砂泥巖混合填土的顆粒級配、砂泥巖顆粒含量比例、干密度、含水率等因素對鋼-土接觸界面摩擦特性的影響。
　　 (2)提出了大直徑鋼護筒嵌巖樁承載性狀的有限元模擬方法，該方

3、法除了考慮樁周巖土體的材料非線性外，同時考慮了混凝土樁身和鋼護筒的材料非線性、樁-巖（土）相互作用以及鋼護筒與樁身混凝土間的相互作用。
　　 (3)以某碼頭工程為原型，采用有限元法分析了大直徑鋼護筒嵌巖樁的豎向承載特性，根據(jù)樁頂荷載-沉降曲線、樁身軸力和樁側摩阻力分布的結果，分析了鋼護筒對大直徑嵌巖樁豎向承載力的影響，探討了嵌巖樁嵌巖深度、樁徑、鋼護筒嵌巖深度、上覆土層及地基巖體強度參數(shù)對樁基豎向承載力的影響。結果表明，考慮鋼護

4、筒后，嵌巖樁表現(xiàn)為端承摩擦型樁，鋼護筒的存在提高了嵌巖樁的豎向承載力。
　　 (4)通過有限元法研究了大直徑鋼護筒嵌巖樁的水平承載特性，根據(jù)樁頂荷載-位移曲線、樁身水平位移曲線和樁身彎矩的計算結果，分析了鋼護筒對大直徑嵌巖樁水平承載力的影響，探討了嵌巖樁嵌巖深度、樁徑、鋼護筒嵌巖深度、上覆土層及地基巖體強度參數(shù)對水平承載力的影響。分析結果表明，考慮鋼護筒后，嵌巖樁的水平承載力得到了提高，鋼護筒承載了部分嵌巖樁的水平承載力，其能有