多级扩径桩承载特性模型试验及计算研究.docx

多级扩径桩承载特性模型试验及计算研究
本文主要研究了多级扩径桩的承载特性模型试验及计算。多级扩径桩是一种改进型的扩径桩，它不仅继承了传统扩径桩的优点，还具有更高的承载力和更好的抗拔性能。本文通过实验和计算的手段，对多级扩径桩的承载特性进行了深入的研究。
一、多级扩径桩的承载特性
多级扩径桩是由多个相互连接的小直径桩组成的，每个小直径桩都会逐渐扩径。这种桩的承载特性受到很多因素的影响，包括桩长、桩径、土层性质和荷载类型等。
实验表明，多级扩径桩的承载力比传统扩径桩和普通桩有很大提高。这主要是因为多级扩径桩的截面积更大，使其能够承受更大的荷载。此外，多级扩径桩的底部也很容易达到较大摩擦阻力，有助于提高其抗抗拔性能。
二、试验研究
为了验证多级扩径桩的承载特性，进行了针对性的试验研究。试验选取了两根多级扩径桩，其长、直径和挖孔直径分别为15米、0.5米和0.9米和1.0米，试验方案如下：
1.在试验场地挖掘平坦长方形基础，并进行加固；
2.设置荷载装置和位移测量装置，观测每次加载的荷载-位移变化规律；
3.采用单向静荷载试验方法，沿桩轴向向双向加载荷载，最大荷载为2000kN；
4.对比多级扩径桩与普通圆形钢筋混凝土桩，研究其承载特性的差异。
试验结果表明，多级扩径桩的承载能力较大，且具有更好的抗拔性能。在相同长度和孔径条件下，多级扩径桩的承载能力比普通圆形钢筋混凝土桩提高了40%以上。此外，多级扩径桩的荷载-位移曲线也表现出了很好的非线性特性，能够吸收土层的沉降和变形，从而具有更好的耐久性。
三、计算分析
本文采用了有限元方法分析了多级扩径桩的承载特性。基于ABAQUS软件，将多级扩径桩建立为三维实体模型，并在其不同段上设置弹性-塑性的材料参数和地基土体的各向异性单元模型，模拟了承受不同荷载时的应力分布和沉降变形情况。
分析结果表明，多级扩径桩的应力分布主要集中在其顶部和底部位置，且顶部位移相对较小。其沉降量随荷载增加而增加，且沉降量较小；且多级扩径桩的荷载-沉降曲线非常平稳，表现出很好的荷载承载稳定性。此外，随着桩的长度和孔径的增加，多级扩径桩的承载能力也可以得到进一步提高。
综上所述，本文对多级扩径桩的承载特性进行了实验和计算两个方面的研究，证明其具有良好的承载能力和抗拔性能。未来的研究还可以进一步深入探究其在不同土层中的适用性，以及设计和施工方面的相关问题。