管桩承载力影响因素的数值模拟与实验研究.pdf
《管桩承载力影响因素的数值模拟与实验研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《管桩承载力影响因素的数值模拟与实验研究.pdf(4页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期:2023 年 12 月 23 日 作者简介:全航辉(1990),男,汉族,广西桂林人,大学本科,工程师,研究方向为建筑结构设计。-93-管桩承载力影响因素的数值模拟与实验研究 全航辉 曾令佳 南宁市建筑规划设计集团有限公司,广西 南宁 530000 摘要:摘要:管桩承载力受到土层性质的影响是不可忽视的。土层的性质包括土壤类型、土层厚度、孔隙比、比重、含水量等,对管桩承载力产生着巨大的影响。本文通过数值模拟,分析了土层性质、桩身尺寸以及静荷载等因素对管桩承载力的影响。设计了实验样品,通过加载试验获得了基于实际工程场景的数据并与数值模拟结果进行对比,总结了研
2、究结果以供参考。关键词:关键词:管桩承载力;影响因素;土层性质;桩身尺寸;静荷载 中图分类号:中图分类号:TU472.3 管桩作为一种常用的地基处理方法,在土木工程中扮演着重要的角色。准确评估管桩的承载力对工程设计和施工具有重要意义。然而,管桩的承载力受到多种因素的影响,如土层性质、桩身尺寸以及施加的荷载等。因此,深入研究管桩承载力的影响因素,并通过数值模拟与实验研究相结合的方法,可以为工程设计和实际施工提供科学依据。1 管桩承载力影响因素的数值模拟 1.1 土层性质对管桩承载力的影响 一方面,土壤类型对管桩承载力有直接影响。不同类型的土壤具有不同的力学性质,如黏土、砂土、粉砂等。黏土具有较高
3、的抗剪强度和良好的承载力,适合承载大型管桩,而砂土则较为松散,其承载力相对较低,可能需要在桩身周围加固措施1。另一方面,土层厚度也对管桩承载力有重要影响。土层厚度的增加,会增加桩身周围土的承载面积,从而增大管桩的承载力。此外,孔隙比和比重是土层性质中重要的参数,对管桩承载力起着决定性作用2。孔隙比表示土层的松密程度,较大孔隙比的土层更易产生沉陷和塌陷,因此相对较低的孔隙比有助于提高管桩的承载力。比重则影响土层固有的密实度,较大比重的土层承载力更高。同时,含水量也是影响管桩承载力的重要因素。水分对土壤的黏聚力和内摩擦力有直接影响,过高或过低的含水量都会降低土层的承载能力。适当控制土壤含水量,可提
4、高管桩的承载力。通过数值模拟的方法,可以模拟不同土层性质对管桩承载力的影响。利用有限元分析等方法,可以对不同土层参数进行建模,并模拟管桩受到不同荷载作用下的变形和破坏情况。这样可以帮助工程师在设计管桩时考虑土层性质的影响,预测管桩的承载能力,并采取相应的加固措施,确保工程的安全可靠性。根据土层性质对管桩承载力的影响,可以使用以下公式进行计算:Q=A*s*c*Nc*Ic*Lsf*Aq*Nq*Iq*Lsq*Rf*Rq 其中,Q 表示管桩的承载力;A 表示管桩截面的面积;s 表示土层的有效应力;c 表示土层的凝聚力;Nc、Ic、Lsf 分别表示根据土层抗剪强度参数的修正系数;Aq、Nq、Iq、Lsq
5、 分别表示根据土层抗拔强度参数的修正系数;Rf、Rq 分别表示根据桩与土相互作用的修正系数。根据具体的土层性质和管桩参数的数值,可以进行相应的计算,得到管桩的承载力。1.2 桩身尺寸对管桩承载力的影响 管桩身尺寸是一个关键的影响因素。针对管桩身尺寸对管桩承载力的影响进行数值模拟分析主要包括以下方面:一是管桩的承载力与其尺寸参数有直接的关系。管桩的直径和壁厚是决定管桩截面积和承载能力的主要参数。通过数值模拟分析,可以研究管桩截中国科技期刊数据库 工业 A-94-面积对承载力的影响3。比如,可以通过改变管桩直径来探究不同直径对承载力的影响。二是管桩的长度也会对承载力产生影响。长管桩能够增加承载桥梁
6、或建筑物的能力,但是同时也需要考虑管桩的稳定性和安全性。数值模拟可以通过调整管桩长度,研究不同长度对承载力的影响4。三是管桩的插入深度也会对承载力产生重要影响。数值模拟可以通过改变管桩的插入深度,研究不同深度对承载力的影响。例如,深度可以根据土壤的力学参数和建筑物的要求来进行优化,以达到最佳的承载效果。四是管桩的连接方式以及与土壤的相互作用也是影响承载力的因素之一。数值模拟可以对不同的连接方式和土壤条件进行模拟,分析其对承载力的影响。具体计算如下:假设管桩的承载力(P)与桩身尺寸(D 和 t)之间存在线性关系,可以用以下公式表示:P=k*A*其中,P 为管桩的承载力(单位:kN),k 为比例系
7、数,A 为管桩截面积(单位:mm),为土体的有效应力(单位:kPa)。管桩的截面积可以通过以下公式计算:A=*(D2-(D-2t)2)/4 其中,A 为管桩截面积(单位:mm),D 为管桩外径(单位:mm),t 为管桩壁厚(单位:mm),为圆周率。1.3 静荷载对管桩承载力的影响 静荷载是指垂直于管桩轴线方向的作用力,可以根据施加载荷的大小和方向分为压力和拉力5。第一,静荷载的大小直接影响着管桩承载力的大小。较大的静荷载会导致管桩受力增加,从而增加了其承载能力。然而,超过一定范围的静荷载则会导致管桩超载破坏,降低其承载能力。第二,静荷载的方向也对管桩承载力产生影响。如果静荷载的方向与管桩轴线方
8、向一致,则会增加管桩受力的情况下,增加其承载能力。但如果静荷载的方向与管桩轴线方向相反,则会导致管桩产生抗拔作用,降低其承载能力。第三,静荷载的施加速度也对管桩承载力产生一定影响。快速施加静荷载可能导致产生动力效应,从而影响管桩的振动特性,进而影响其承载能力。第四,土层的性质以及周边环境的因素也对静荷载对管桩承载力的影响起到了关键作用。土层的不同密度、孔隙度以及地下水位的高低等因素都会对管桩的承载能力产生直接影响。静荷载对管桩承载力的影响可以通过以下公式进行计算:P=Ap*qu*A*(1-b)其中,P 表示管桩的承载力(单位:N);Ap 表示管桩侧面积(单位:m2);qu 表示地层的单位体积重
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 承载力 影响 因素 数值 模拟 实验 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。