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    188宝金博页面版: 预应力管桩承载力计算方法及影响因素分析

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    内容提示： 【水利水电工程 】预应力管桩承载力计算方法及影响因素分析1,温得清胡建兰2,陈 　 兵3(1. 华北水利水电学院 ,河南 郑州 450008; 2. 新疆电力设计院 ,新疆 乌鲁木齐 830002;3. 邓州市水利局 ,河南 邓州 474150)摘 　 要 :预应力管桩在饱和土体中的承载力具有明显的时效性 ,利用圆孔扩张理论和有效应力原理得到考虑时效性的承载力计算方法 ,对预应力管桩承载力的影响因素进行分析指出 :土层参数中内摩擦角对承载力大小影响最为显著 ;在同一地层条件下 ,固结系数对承载力增长快慢的影响很大。关 　 键 　 词 : 预应力管桩 ; 承载力 ; 时效性 ; 郑东新区...

    文档格式：PDF | 页数：3 | 浏览次数：172 | 上传日期：2014-11-22 15:29:06 | 文档星级：
    【水利水电工程 】预应力管桩承载力计算方法及影响因素分析1,温得清胡建兰2,陈 　 兵3(1. 华北水利水电学院 ,河南 郑州 450008; 2. 新疆电力设计院 ,新疆 乌鲁木齐 830002;3. 邓州市水利局 ,河南 邓州 474150)摘 　 要 :预应力管桩在饱和土体中的承载力具有明显的时效性 ,利用圆孔扩张理论和有效应力原理得到考虑时效性的承载力计算方法 ,对预应力管桩承载力的影响因素进行分析指出 :土层参数中内摩擦角对承载力大小影响最为显著 ;在同一地层条件下 ,固结系数对承载力增长快慢的影响很大。关 　 键 　 词 : 预应力管桩 ; 承载力 ; 时效性 ; 郑东新区中图分类号 :TV314　　　 文献标识码 : A　　　 文章编号 : 1000 1379 (2007) 06 0051 02　　 预应力混凝土管桩在工程上的应用越来越广 ,很多专家学者对其承载机理及时效性进行了研究 ,取得了一些成果其承载机理较复杂 ,影响因素众多 ,为了 保证工程安全 ,在设计中往往过于保守 ,造成了不必要的浪费。 现行规范存在的主要问题有 : ① 预应力管桩在沉桩过程中 对桩周土体造成挤压破坏 ,周围土体中孔隙水瞬间无法排出 ,产生较大孔隙水压力 ,而规范中没有提出桩周土体强度和孔隙水压力变化的计算方法。② 试验已经证明在饱和土中预应力管桩承载力具有很强的时效性 ,随着超孔隙水压力的消散和桩周土体的再次固结 ,承载[3, 4 ],而规范中没有考虑承载力的时效性。 笔者针对以上问题利用圆孔扩张理论和有效应力原理 ,结合工程实例 ,分析了 预应力管桩承载力随时间的变化及其影响因素。[1, 2 ],但力明显增大1　 桩周土体孔隙水压力及其消散饱和土中的沉桩过程相当于不固结不排水过程。 土体具有瞬时不可压缩性 ,随着应力的增大和土骨架间联结的破坏 ,土骨架承担的有效应力逐渐转移到土体孔隙水上 ,使孔隙水压力发生变化。 沉桩过程中超静孔隙水压力的产生及消散对沉桩过程及桩周土体再固结和桩承载力的变化具有重要意义。孔隙水压力计算利用 Henkel公式 :Δ u =βΔσo +αfΔτo(1)其中 　　　　　 Δσo =13(Δσr+Δσθ +Δσz) 　　　　　　Δτo =13(Δσr- Δσθ)2+ (Δσr- Δσz)2+ (Δσθ - Δσz)2式中 : β、αf为 Henkel孔隙水压力参数 ,αf = 0. 707 (3Af- 1) , Af为孔压系数 ,饱和土 β = 1;Δσo、Δτo分别为八面体正应力增量和剪应力增量。利用圆孔扩张理论可以得到成桩后桩周土体内 的应力 。塑性区计算公式为σr= (c cosφ + c cotφ ) (Rpr)2sinφ1 +sinφ- c cotφσθ =1 - sinφ1 + sinφ(c cosφ + c cotφ ) (Rpr)2sinφ1+sinφ- c cotφ -2c cosφ1 + sinφσz=12(σr+σθ)(2)弹性区计算公式为σr = c cosφ (Rpr)2σθ = - c cosφ (Rpr)2σz =12(σr+σθ)(3)式中 : c、φ 分别为土体的黏聚力和内摩擦角 ; Rp为塑性区半径;r为径向距离。将式 (2)、式 (3)带入式 (1)就能得到桩周孔隙水压力的计算公式 ,塑性区为Δ u =βΔσo+αfΔτo(4)其中Δσo=21 + sinφc(c cosφc+cccotφc) (Rpr)2 sinφ1+sinφ- cccotφc-2cccotφc1 + sinφcΔτo= 0 . 817sinφc1 + sinφc(c cosφc+cccotφc) (Rpr)2sinφ1+sinφ- cccotφc+cccotφc1 + sinφc式中 : cc、φc分别为不排水状态下的黏聚力和内摩擦角 。弹性区计算公式为Δ u = 0. 817 αfc cosφ (Rpr)2(5)　　 孔隙水压力的消散模式采用基于有效应力原理的水 - 弹簧 - 活塞模型 ,文献 [ 5 ]从水力连续条件和弹性应力 - 应变关系出发 ,得出任意时刻的超静孔隙水压力的级数解为U ( t)=2 Δ u0ln a∑∞i =1Jl(λiρa]2(λi)exp)λ2i[J(1)l-3 (1 - μ )1 +μ(λia)2cvtR2u(6)式中 : ρ = r/Ru, r为计算点到桩中心的距离 ; Ru为桩的半径; a为影响半径与桩径之比 , a ≥ 20;Δ u0为初始超孔隙水压力值;　 收稿日期 : 2007 01 22　 作者简介 :胡建兰 (1964—) ,女 ,江西新余人 ,副教授 ,主要研究方向为结构受力分析。第 29卷第 6期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 人 　 民 　 黄 　 河 　　　　　　　　　　　　　　　　　 　Vol. 29, No. 6　　2007年 6月 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　YELLOW　R I VER　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　Jun. , 2007　　

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