阶梯形变截面桩优化设计方法及应用

l 绪论 1.1 研究背景和意义 1.2 桩基发展历程 1.2.1 桩基的分类和应用 1.2.2 桩基发展的趋势 1.3 阶梯形变截面桩的特点 1.4 变截面桩研究概况 2 阶梯形变截面桩的模型试验研究 2.1 模型试验设计 2.1.1 模型桩材料比选 2.1.2 模型箱及加载装置 2.1.3 数据采集设备 2.1.4 模型加载方案 2.1.5 模型介质材料的选取与填筑参数 2.2 桩的埋置方法对试验结果的影响分析 2.3 阶梯形变截面桩竖向力学行为模型试验研究 2.3.1 竖向试验加载过程设计 2.3.2 竖向变形及承载特性试验结果分析 2.4 阶梯形变截面桩横向变形与承载特性模型试验研究 2.4.1 横向试验加载过程设计 2.4.2 横向变形及承载特性试验结果分析 2.5 本章小结 3 阶梯形变截面桩的现场试验研究 3.1 试验场地概况 3.1.1 场地工程地质概况 3.1.2 场地水文地质概况 3.1.3 场地地层物理力学参数 3.2 试验方案设计 3.2.1 桩身设计 3.2.2 传感器的布置 3.2.3 试验加载及测量系统 3.2.4 试验的方法 3.3 阶梯形变截面桩竖向承载性状及内力分析 3.3.1 单桩竖向极限承载力分析 3.3.2 桩身轴力对比分析 3.3.3 桩端阻力对比分析 3.3.4 桩侧摩阻力对比分析 3.4 阶梯形变截面桩横向承载性状及变形特性分析 3.4.1 阶梯形变截面桩横向承载性状分析 3.4.2 等截面桩横向承载性状分析 3.4.3 等截面桩和变截面桩横向承载性状对比分析 3.4.4 弯矩沿桩身分布规律 3.4.5 桩身变形 3.5 本章小结 4 阶梯形变截面桩的数值研究 4.1 阶梯形变截面桩竖向现场试验数值模拟分析 4.1.1 模型建立及求解 4.1.2 模拟结果分析 4.2 阶梯形变截面桩横向承载特性试验数值模拟分析 4.2.1 模型的建立及求解 4.2.2 数值模拟结果分析 4.3 本章小结 5 阶梯形变截面桩设计计算方法 5.1 阶梯形变截面桩竖向承载性状分析方法 5.1.1 基于变形协调原则竖向承载特性分析方法 5.1.2 基于弹性变形原则竖向变形特性分析方法 5.2 阶梯形变截面桩横向承载性状分析方法 5.3 变截面群桩基础基桩内力与位移计算 5.3.1 计算假设 5.3.2 计算步骤 5.3.3 桩侧土体比例系数瑚值 5.3.4 基桩的计算宽度 5.3.5 基桩的变形系数 5.3.6 多排桩内力分布计算 5.4 桥梁阶梯形变截面桩基础的幂级数法分析 5.4.1 桩基分析的一般过程 5.4.2 变截面单桩抗力刚度的推导 5.4.3 变截面单桩桩身各处的内力和位移 5.5 本章小结 6 阶梯形变截面桩受力及变形设计计算程序开发 6.1 阶梯形变截面桩承载力与变形性状分析程序设计 6.1.1 设计原则 6.1.2 软件开发平台 6.1.3 界面设计 6.1.4 功能设计和菜单分析及其实现 6.1.5 主要功能模块分析 6.2 竖向承载与变形特性工程实例分析与验证 6.3 阶梯形变截面桩横向力学行为程序计算分析与验证 6.3.1 支立于非岩石地基情况 6.3.2 嵌岩桩 6.4 本章小结 7 阶梯形变截面桩适用性影响因素分析 7.1 阶梯形变截面桩力学特性影响因素分析 7.1.1 竖向变形及承载特性影响因素分析 7.1.2 横向变形及承载特性影响因素分析 7.2 阶梯形变截面桩施工特性影响因素分析 7.2.1 钢护筒 7.2.2 钻孔设备及成孔技术 7.2.3 护壁泥浆的选择 7.3 本章小结 8 结论与展望 8.1 结论 8.2 展望 附：变截面单桩静荷载作用下变形和承载特性分析计算源程序 参考文献