作者: 薛江煒 出版社: 智慧財產權出版社出版年: 2014-1頁數: 240定價: 68裝幀: 平裝ISBN: 9787513023115
基本介紹
- 書名：樁伴侶
- 頁數：240
- 出版社：智慧財產權出版社
- 出版時間：2014-1
內容簡介,作者簡介,目錄,
內容簡介
樁伴侶是中國發明專利樁頭的箍與帶箍的樁的俗稱，專業學術名稱為“變剛度樁”。本書探索了樁伴侶的作用機理和承載性狀，對該技術進行了初步研究。樁伴侶將複合地基、複合樁基等不同形式的基樁整合為“廣義複合樁基”，伴侶對樁頭的應力分擔和改變樁土共同工作的方式有助於基樁的安全和經濟上的節約。在岩土工程基礎理論方面，本書還推導了等效偏心法證實地基承載力並不唯一。本書可供從事岩土工程、結構工程、道橋工程的技術人員參考，也可以作為土木類研究生教學參考書。
作者簡介
薛江煒，男，海口大學教授，高級工程師，太原理工大學博士，中國專利樁伴侶發明人。
目錄
目 錄
前言
第一章 緒論 1
1.1 概述 1
1.2 樁伴侶的“發明路徑” 5
1.2.1 “樁前時代” 5
1.2.2 改變樁身的橫斷面 6
1.2.3 狹義改變樁身的縱斷面 7
1.2.4 在樁腳（樁的底端）上做擴大頭 8
1.2.5 廣義改變樁身 10
1.2.6 巨觀上改變樁身 12
1.2.7 對豎向增強體“長相”的思考和啟發 13
1.3 地基基礎新的分類方法：直接基礎和間接基礎 16
1.4 研究內容 18
第二章 對地基承載力的再認識以及樁伴侶對直接基礎的最佳化 20
2.1 地基承載力研究綜述和存在的問題 20
2.1.1 假設對數螺旋滑移線計算地基承載力的經典方法 20
2.1.2 基於對數螺旋滑移線假設的理論“揚棄” 23
2.1.3 假設圓弧滑移線計算地基承載力的方法 25
2.1.4 思考討論 27
2.1.4.1 滑移線形式是否可能因“彈性核”破裂而改變？ 27
2.1.4.2 絕對對稱均勻體系的假設是否合理？ 29
2.1.4.3 很長的滑移線是否具有工程意義？ 30
2.1.4.4 附加應力對滑移線上土剪應力的貢獻能否被忽略？ 31
2.1.4.5 樁伴侶（變剛度樁）對直接基礎地基破壞形式產生影響探討 32
2.2 評價地基承載力新方法“等效偏心法”的推導過程 35
2.2.1 “圓弧滑動和向下沖剪”假設 35
2.2.2 直接基礎所假設的圓弧滑移線 36
2.2.3 滑移線上土的極限平衡條件 37
2.2.4 滑移線上土的附加應力 38
2.2.5 滑移線上土的剪力對基底中心的抵抗力矩 40
2.2.6 矩傾覆力矩和地基基礎承載力分析 41
2.3 “等效偏心法”與其他承載力計算方法的對比 42
2.4 樁伴侶“止沉”與“止轉”的計算思路和基樁設定的討論 45
2.4.1 樁伴侶“止沉”驗算的計算思路 45
2.4.2 樁伴侶“止轉”控制的計算思路 47
2.4.3 直接基礎中基樁設定的探討 48
第三章 間接基礎存在的問題和引入“伴侶”的改進 49
3.1 間接基礎的優點和缺點 49
3.1.1 間接基礎的優點 49
3.1.2 間接基礎的缺點 49
3.1.2.1 上部天然地基土承壓能力難以利用 49
3.1.2.2 樁先於地基土趨向於極限狀態 50
3.1.2.3 “負摩阻力”的不利影響難以消除 50
3.1.2.4 荷載-沉降曲線突變、陡降、非漸進破壞 51
3.1.2.5 應力最大的部位約束最小 55
3.2 複合樁基最佳化設計對間接基礎改進的局限分析 56
3.2.1 複合樁基的套用範圍有限 57
3.2.2 複合樁基的可靠度取決於天然地基 59
3.2.3 變剛度調平降低了個別安全度 62
3.3 褥墊層複合地基技術對間接基礎改進的缺陷分析 64
3.3.1 地下室井坑破壞隔震 65
3.3.2 褥墊層模量影響隔震 66
3.3.3 反力“被平均”，基礎既不經濟又不安全 68
3.3.4 “流動補償”導致墊層流失 70
3.4 與樁伴侶類似技術研究綜述與對比分析 71
3.4.1 樁頂預留淨空技術 71
3.4.2 樁端位移調節裝置 75
3.4.3 樁帽（樁頭部擴大） 76
3.4.4 基樁的防震構造 77
3.4.5減震隔震的其他類似技術 78
3.4.5.1自回復蹺動減震結構 78
3.4.5.2 柔性樁隔震消能體系 79
3.4.5.3 承台與樁的柔性連線結構 79
3.4.6 樁身局部緩衝的其他類似技術 80
3.4.6.1 結構灌漿樁-套筒連線 80
3.4.6.2 樁“扣眼”（Buttonholed） 81
3.4.6.3 樁“套袖”（Sleeved Pile） 82
3.5 樁伴侶對間接基礎改進方式的探討 84
3.5.1 不改變間接基礎屬性的改進方式 84
3.5.2 將間接基礎改造為直接基礎改進方式 84
第四章 豎向荷載作用下樁伴侶工作性狀研究 85
4.1 基於計算不收斂準則的樁伴侶極限承載力有限元分析 85
4.1.1 計算模型 86
4.1.2 計算結果和分析 86
4.1.3 數值模擬“止沉”理論的拐點 88
4.2 樁伴侶豎向承載計算初探 90
4.2.1剛柔樁複合地基靜載荷試驗時設定伴侶對樁土應力比的影響 90
4.2.2 樁伴侶的直接基礎承載力公式 94
4.2.3 樁伴侶承載力公式的試驗例證 96
4.3 樁伴侶安全度評價初探 98
4.3.1 樁伴侶整體承載力安全係數推導 98
4.3.2 土與樁利用係數的討論 99
4.3.3 建築工程抗震減災對策的思考 100
4.4 樁伴侶沉降量研究初探 102
4.4.1 直接原位土壓板試驗確定平均沉降 102
4.4.2 伴侶樁靜載荷試驗覆核承載力和平均沉降 103
4.4.3 以“整體傾斜”極限狀態計算各樁的樁頂標高 105
4.5 樁伴侶在處理基樁缺陷事故中的“套用”一例 106
第五章 水平荷載作用下樁伴侶工作性狀研究 108
5.1 研究基樁水平承載性狀和概念抗震的重要性 108
5.1.1日本國對低承台樁基震害的認識和實例 110
5.1.2 關於樁是否承擔水平力的討論 113
5.1.3引入非典型高承台樁基的概念 115
5.2 非典型高承台樁基與帶伴侶的樁工作性狀比較 116
5.2.1 計算模型 116
5.2.2 計算結果和分析 117
5.2.2.1 模擬非典型高承台樁基狀況之一：改變承台和地基土間摩擦係數 117
5.2.2.2 模擬非典型高承台樁基狀況之二：改變樁身範圍土彈性模量的比較 120
5.2.3 規範對非典型高承台樁基的考慮 122
5.2.4 本節結論 123
5.3 水平荷載作用下帶伴侶的樁工作性狀數值分析 123
5.3.1 計算模型 123
5.3.2 計算結果和分析 124
5.3.2.1 低承台樁基樁徑變化的比較 124
5.3.2.2 伴侶直徑變化的比較 125
5.3.2.3 樁頂與承台構造形式變化的比較 126
5.3.2.4 褥墊層與伴侶的比較 127
5.3.2.5 伴侶高度變化的比較 129
5.3.3 本節結論 130
5.4 伴侶與承台工作性狀的初步分析 131
5.4.1 承台工作性狀的比較與分析 131
5.4.1.1 水平荷載方向的應力和位移比較 132
5.4.1.2 豎向荷載方向的應力比較 134
5.4.1.3 總體應力強度比較 136
5.4.2 伴侶工作性狀的比較與分析 138
5.4.2.1 水平荷載方向的應力和位移比較 139
5.4.2.2 第一主應力S1比較 140
5.4.2.3 總體應力強度比較 141
5.4.2.4 剪應力比較 142
5.4.2.5 豎向荷載方向的應力比較 143
5.4.3 伴侶與承台之間的工作性狀綜合比較與分析 144
第六章 結論 145
參考文獻 148
附錄 166
攻讀博士期間主要科研成果及發表的文章 171
後記 172
前言
第一章 緒論 1
1.1 概述 1
1.2 樁伴侶的“發明路徑” 5
1.2.1 “樁前時代” 5
1.2.2 改變樁身的橫斷面 6
1.2.3 狹義改變樁身的縱斷面 7
1.2.4 在樁腳（樁的底端）上做擴大頭 8
1.2.5 廣義改變樁身 10
1.2.6 巨觀上改變樁身 12
1.2.7 對豎向增強體“長相”的思考和啟發 13
1.3 地基基礎新的分類方法：直接基礎和間接基礎 16
1.4 研究內容 18
第二章 對地基承載力的再認識以及樁伴侶對直接基礎的最佳化 20
2.1 地基承載力研究綜述和存在的問題 20
2.1.1 假設對數螺旋滑移線計算地基承載力的經典方法 20
2.1.2 基於對數螺旋滑移線假設的理論“揚棄” 23
2.1.3 假設圓弧滑移線計算地基承載力的方法 25
2.1.4 思考討論 27
2.1.4.1 滑移線形式是否可能因“彈性核”破裂而改變？ 27
2.1.4.2 絕對對稱均勻體系的假設是否合理？ 29
2.1.4.3 很長的滑移線是否具有工程意義？ 30
2.1.4.4 附加應力對滑移線上土剪應力的貢獻能否被忽略？ 31
2.1.4.5 樁伴侶（變剛度樁）對直接基礎地基破壞形式產生影響探討 32
2.2 評價地基承載力新方法“等效偏心法”的推導過程 35
2.2.1 “圓弧滑動和向下沖剪”假設 35
2.2.2 直接基礎所假設的圓弧滑移線 36
2.2.3 滑移線上土的極限平衡條件 37
2.2.4 滑移線上土的附加應力 38
2.2.5 滑移線上土的剪力對基底中心的抵抗力矩 40
2.2.6 矩傾覆力矩和地基基礎承載力分析 41
2.3 “等效偏心法”與其他承載力計算方法的對比 42
2.4 樁伴侶“止沉”與“止轉”的計算思路和基樁設定的討論 45
2.4.1 樁伴侶“止沉”驗算的計算思路 45
2.4.2 樁伴侶“止轉”控制的計算思路 47
2.4.3 直接基礎中基樁設定的探討 48
第三章 間接基礎存在的問題和引入“伴侶”的改進 49
3.1 間接基礎的優點和缺點 49
3.1.1 間接基礎的優點 49
3.1.2 間接基礎的缺點 49
3.1.2.1 上部天然地基土承壓能力難以利用 49
3.1.2.2 樁先於地基土趨向於極限狀態 50
3.1.2.3 “負摩阻力”的不利影響難以消除 50
3.1.2.4 荷載-沉降曲線突變、陡降、非漸進破壞 51
3.1.2.5 應力最大的部位約束最小 55
3.2 複合樁基最佳化設計對間接基礎改進的局限分析 56
3.2.1 複合樁基的套用範圍有限 57
3.2.2 複合樁基的可靠度取決於天然地基 59
3.2.3 變剛度調平降低了個別安全度 62
3.3 褥墊層複合地基技術對間接基礎改進的缺陷分析 64
3.3.1 地下室井坑破壞隔震 65
3.3.2 褥墊層模量影響隔震 66
3.3.3 反力“被平均”，基礎既不經濟又不安全 68
3.3.4 “流動補償”導致墊層流失 70
3.4 與樁伴侶類似技術研究綜述與對比分析 71
3.4.1 樁頂預留淨空技術 71
3.4.2 樁端位移調節裝置 75
3.4.3 樁帽（樁頭部擴大） 76
3.4.4 基樁的防震構造 77
3.4.5減震隔震的其他類似技術 78
3.4.5.1自回復蹺動減震結構 78
3.4.5.2 柔性樁隔震消能體系 79
3.4.5.3 承台與樁的柔性連線結構 79
3.4.6 樁身局部緩衝的其他類似技術 80
3.4.6.1 結構灌漿樁-套筒連線 80
3.4.6.2 樁“扣眼”（Buttonholed） 81
3.4.6.3 樁“套袖”（Sleeved Pile） 82
3.5 樁伴侶對間接基礎改進方式的探討 84
3.5.1 不改變間接基礎屬性的改進方式 84
3.5.2 將間接基礎改造為直接基礎改進方式 84
第四章 豎向荷載作用下樁伴侶工作性狀研究 85
4.1 基於計算不收斂準則的樁伴侶極限承載力有限元分析 85
4.1.1 計算模型 86
4.1.2 計算結果和分析 86
4.1.3 數值模擬“止沉”理論的拐點 88
4.2 樁伴侶豎向承載計算初探 90
4.2.1剛柔樁複合地基靜載荷試驗時設定伴侶對樁土應力比的影響 90
4.2.2 樁伴侶的直接基礎承載力公式 94
4.2.3 樁伴侶承載力公式的試驗例證 96
4.3 樁伴侶安全度評價初探 98
4.3.1 樁伴侶整體承載力安全係數推導 98
4.3.2 土與樁利用係數的討論 99
4.3.3 建築工程抗震減災對策的思考 100
4.4 樁伴侶沉降量研究初探 102
4.4.1 直接原位土壓板試驗確定平均沉降 102
4.4.2 伴侶樁靜載荷試驗覆核承載力和平均沉降 103
4.4.3 以“整體傾斜”極限狀態計算各樁的樁頂標高 105
4.5 樁伴侶在處理基樁缺陷事故中的“套用”一例 106
第五章 水平荷載作用下樁伴侶工作性狀研究 108
5.1 研究基樁水平承載性狀和概念抗震的重要性 108
5.1.1日本國對低承台樁基震害的認識和實例 110
5.1.2 關於樁是否承擔水平力的討論 113
5.1.3引入非典型高承台樁基的概念 115
5.2 非典型高承台樁基與帶伴侶的樁工作性狀比較 116
5.2.1 計算模型 116
5.2.2 計算結果和分析 117
5.2.2.1 模擬非典型高承台樁基狀況之一：改變承台和地基土間摩擦係數 117
5.2.2.2 模擬非典型高承台樁基狀況之二：改變樁身範圍土彈性模量的比較 120
5.2.3 規範對非典型高承台樁基的考慮 122
5.2.4 本節結論 123
5.3 水平荷載作用下帶伴侶的樁工作性狀數值分析 123
5.3.1 計算模型 123
5.3.2 計算結果和分析 124
5.3.2.1 低承台樁基樁徑變化的比較 124
5.3.2.2 伴侶直徑變化的比較 125
5.3.2.3 樁頂與承台構造形式變化的比較 126
5.3.2.4 褥墊層與伴侶的比較 127
5.3.2.5 伴侶高度變化的比較 129
5.3.3 本節結論 130
5.4 伴侶與承台工作性狀的初步分析 131
5.4.1 承台工作性狀的比較與分析 131
5.4.1.1 水平荷載方向的應力和位移比較 132
5.4.1.2 豎向荷載方向的應力比較 134
5.4.1.3 總體應力強度比較 136
5.4.2 伴侶工作性狀的比較與分析 138
5.4.2.1 水平荷載方向的應力和位移比較 139
5.4.2.2 第一主應力S1比較 140
5.4.2.3 總體應力強度比較 141
5.4.2.4 剪應力比較 142
5.4.2.5 豎向荷載方向的應力比較 143
5.4.3 伴侶與承台之間的工作性狀綜合比較與分析 144
第六章 結論 145
參考文獻 148
附錄 166
攻讀博士期間主要科研成果及發表的文章 171
後記 172
