摘要
随着西部大开发的推进，城市建筑物体量和高度增加，桩基础在黄土地区得到了广泛应用。由于黄土地区特殊的土体性质产生的桩周负摩擦力对桩基础的影响不容忽视，而桩周荷载传递函数是一个研究重点。目前关于桩周荷载传递函数的研究通常基于实测值、桩身性质来建立，而通过寻求土体沉降量公式确定桩周荷载传递函数的研究较少，需要进一步考虑。本文围绕桩周荷载传递函数的建立展开研究，通过改进理论公式和数值模拟分析相结合的方法，基于水力等效原理、运用非饱和土固结理论建立了桩周荷载作用下土体沉降量计算公式，进而确定了桩周荷载传递函数的形式；同时通过将影响湿陷性黄土地区湿陷系数的物理参数代入湿陷量计算公式，利用湿陷量与桩周荷载传递函数的关系，建立并求解了微分方程；采用Laplace算法对所建立二阶微分方程进行了求解，最后分析了相关参数对桩周负摩擦力的影响。具体内容如下： （1）归纳整理了桩周负摩擦力计算理论方法和非饱和土相关理论，利用水力等效原理，在非饱和土理论框架下，建立了等效荷载作用下的土体固结二阶微分控制方程，从而确定桩周负摩擦力公式，同时将工程实例的实测结果与计算结果对比，验证了改进方法的合理性。 （2）建立了湿陷系数与物理指标之间的关系，并根据桩周土体沉降量与桩周负摩擦力之间的关系得到一般表达式。根据桩顶荷载变化对桩周土体的影响，分析了土体在弹性阶段、部分弹性、全部硬化三种阶段时的桩周负摩擦力值计算表达式，并用实例验证了方法的可行性。 （3）运用有限元模拟软件对论文所涉及到的工程实例进行了模拟，考虑土体固结及黄土湿陷性引起的桩周负摩擦力，对前文理论进行模拟验证，分析了桩长、土体刚度、浸水半径等因素对桩身负摩擦力的影响，为桩周负摩擦力的设计提供了参考。
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