汇报PHC管桩软土复合地基设计理论牛永前资料PPT学习教案

1、会计学1 汇报汇报PHC管桩软土复合地基设计理论牛管桩软土复合地基设计理论牛 永前资料永前资料 1.课题背景课题背景 第1页/共33页 第2页/共33页 第3页/共33页 第4页/共33页 复合地基 竖向增强体复合地基 水平增强体复合地基 粘结材料桩 散体材料桩 柔性桩复合地基 刚性桩复合地基 第5页/共33页 2.主要研究内容主要研究内容 第6页/共33页 1 122(1 ) cfpfsf pkmpkm p n软土复合地基承载力 确定桩体的承载能力 确定桩间土承载力 根据一定的原则叠加 第7页/共33页 pf P PHC管桩竖向极限承载力取值 / pfaiPP PfS LA RA 虽然在复合

2、地基理论上分类为粘结体材料，但由于其强度刚度 大，本质上应按摩擦桩计算其竖向极限承载力 第8页/共33页 软土地基极限基承载力确定 1.荷载试验 l浅层平面板试验(PLT) l深层平面板试验 l螺旋板荷载试验(SPLT) 第9页/共33页 5(1 0.2 )(1 0.2 ) uuCu bd fC NqCD lb b qd 2.理论计算 l斯开普顿（Skempton)地基承载力公式（饱和软土地基） u f rb d 地基承载力不足产生地基滑动 破坏，近似于土体不固结不排水 条件下受剪破坏。 （规范参见公路桥涵与地基基础 设计规范3.3.5-1） 第10页/共33页 0 1 2 urrrrqqcc

3、 fNbNdN 2 exp(tan )tan (45) 2 (1)cot 1.5(1)tan q cq rq N NN NN l汉森（Hansen)地基承载力公式 1.00.4 1.0 1.0tan r q c c q b l N b l N b l 第11页/共33页 影响桩间土极限承载力的因素 第12页/共33页 n基础刚度对软土复合地基承载力影响 刚性基础实验柔性基础实验 吴慧明博士（宁波大学） 第13页/共33页 实验结论 刚性基础复合地基 l桩土沉降一致 l桩首先承受较大荷载，达到极限状态 l随后土达到极限状态 l复合地基中桩的极限承载力比自由单桩大 l土的极限承载力比原状土大 第1

4、4页/共33页 柔性基础 l柔性基础桩和土的变形相对自由发展 l正常情况下土先承受较大荷载，然后达到极限状态 l桩的承载力发挥程度较小 l土的极限承载力比原状土地基大 第15页/共33页 （a）刺入破坏（b）鼓胀破坏（c）桩体剪切破坏（d）滑动剪切破坏 第16页/共33页 现有的稳定性分析法圆弧分析法 dl 图示 圆弧分析法 第17页/共33页 2 2 (1)(1)()costan ()costan cspscss ppcpp mmm Cpz m cpz 传统设计研究方式： 失稳破坏是达到了复合地基土体抗剪强度极限 , m =1/1+(n-1)m =n/1+(n-1)m n z sp p ss

5、 pp Cc 桩间土，桩的抗剪强度 复合地基置换率 ，桩间土，桩的内聚力 应力降低系数， 应力集中系数， 桩土应力比 分析中所取单元弧段的深度 第18页/共33页 思考 40m高路堤下高路堤下PHC管桩软土复合地基稳定性管桩软土复合地基稳定性 是否适合上述的稳定性研究和设计方法呢？是否适合上述的稳定性研究和设计方法呢？ lPHC管桩属于刚度很大的复合地基竖向增强体 l40m高填方的荷载较10m左右的高路堤有很大区别 第19页/共33页 高路堤高强度高刚度管桩实际破坏形式 第20页/共33页 天津大学郑刚教授采用离心机试验，数值模拟 发现高路堤下桩的破坏形式： l弯曲破坏 l桩体倾斜 l桩体侧移

6、 l桩体剪切破坏 l桩体受压破坏 l桩周土体绕流 刚性桩加固地基数值模拟计算模型示意图 第21页/共33页 数值模拟模型建立方法 将三维问题等效为二维平面应变问题，并将桩体等效为沿路堤 纵向的等效连续墙体，分别按抗剪强度等效和抗弯强度等效。 墙体等效方式 示意图 第22页/共33页 郑刚按照桩的等效连续墙体的方法路堤稳定性数值模拟结果 第23页/共33页 按照桩的不同位置区别分析按照桩的不同位置区别分析PHC管桩受力形式管桩受力形式 第24页/共33页 40m高填方路堤属于罕见工况，已有的路堤设计当中没有太多 可供参考的。 图示 竣工期土石坝水平位移云图abaqus在岩土工程中的应用，与 K22+180断面有较好的相关性 第25页/共33页 第26页/共33页 第27页/共33页 3.Abaqus数值模拟的学习数值模拟的学习 1.步骤练习：简单桁架结构 第28页/共33页 3.Abaqus数值模拟的学习数值模拟的学习 第29页/共33页 2.太沙基一维固结模拟（job显示错误） 3.Ab