负摩阻力作用下锥形异型桩承载力研究_代先尧
桩的负摩阻力 PPT
粘土 侧阻力qsk=40kPa 饱和重度γsat=18kN/m3
粉质粘土 侧阻力qsk=50kPa 饱和重度γsat=20kN/m3
砂卵石 侧阻力qsk=80kPa 端阻力qpk=2500kPa
地下水位 10m
10m 2m
【解】
计算中性点深度： 第一层土： 第二层土：
L n 0 .8 L 0 0 .8 2 0 1 6 m
桩的负摩阻力
4.桩基础
正摩阻力
负摩阻力
桩侧摩阻力示意图
4.桩基础
1. 桩的负摩阻力概念 正摩阻力：桩相对于周围土向下运动，土对桩
施加向上的摩擦力。这种摩擦力构成了承压桩承载 力的一部分。
负摩阻力：桩相对于周围土向上运动，土对桩 施加向下的摩擦力。这种摩擦力构成了承压桩荷载 的一部分，减少了桩的承载力，还可能引起较大的 沉降。
＞1时，取 =1。
【例题】某端承灌注桩桩径1.0m，桩长22m，桩周土性 参数如图所示，地面大面积堆载 p=60kPa，桩周沉降变 形土层下限深度 20m，试按桩基规范计算下拉荷载标 准值（已知中性点深度 Ln / L0=0.8，粘土负摩阻力系数 取0.3，粉质粘土负摩阻力系数取0.4，负摩阻力群桩效
4.桩基础
桩周土沉降可能引起桩侧负摩阻力时，应根据 工程具体情况考虑负摩阻力对桩基承载力和沉降的 影响；当缺乏可参照的工程经验时，可按下列规定 验算：
对于摩擦型基桩可取桩身计算中性点以上侧阻力 为零，并可按下式验算基桩承载力：
Nk Ra
4.桩基础
对于端承型基桩除应满足上式要求外，尚应考虑
负摩阻力引起基桩的下拉荷载
下拉荷载：
n
Q g nn uq s n iL i 1 .0 3 .1 4 ( 3 0 1 0 5 0 6 ) 1 8 8 4 k N
浅议桩的负摩阻力
浅议桩的负摩阻力
刘树洲
【期刊名称】《山西建筑》
【年(卷),期】2005(031)010
【摘要】针对桩的负摩阻力问题,从其影响因素、计算等方面进行了介绍,提出了减少负摩阻力的相应措施,对合理确定桩的承载力,提高结构物安全及经济性具有重要意义.
【总页数】2页(P53-54)
【作者】刘树洲
【作者单位】山西省安业集团
【正文语种】中文
【中图分类】TU473.1
【相关文献】
1.高速铁路CFG桩-筏复合地基桩侧负摩阻力及其受力特点的试验研究 [J], 曾俊铖;张继文;童小东;涂永明
2.负摩阻力引起的桩身下拽力和桩顶下拽位移研究进展 [J], 孔纲强;杨庆;杨钢;杨清雷
3.堆载下扩底桩与等直径桩负摩阻力对比模型试验研究 [J], 张天忠;邵先锋;刘志鹏
4.加载次序引起的负摩阻力桩摩阻力分布的变化 [J], 夏力农;王星华;雷金山
5.滨海软土中后注浆桩桩侧负摩阻力研究 [J], 钟杰;李粮纲;胡龙飞
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负摩阻力作用下的单桩竖向承载性状
负摩阻力作用下的单桩竖向承载性状聂如松;冷伍明【摘要】对负摩阻力作用下的单桩承载性状、负摩阻力与工作荷载之间的关系进行理论分析,然后建立单桩有限元模型,研究负摩阻力作用下桩基的承载性能、桩基的刚度以及下曳沉降变化规律.研究结果表明:下曳沉降由2部分组成,一是桩顶没有荷载作用时纯粹由负摩阻力引起的桩顶沉降；二是负摩阻力作用下,桩顶荷载下移中性点位置,使得承受桩顶荷载的桩段缩短所引起的沉降.负摩阻力在中性点平面形成的一对平衡力相当于在单桩桩体上施加了预应力,提高桩体本身的轴向刚度.%The vertical bearing behaviors of single pile under negative skin friction and the work load were analyzed. A finite element model of a single pile was set up to study the vertical bearing behavior, the pile stiffness and downdrag. The results indicate that the downdrag includes two parts: the first part is that the settlement of pile head induced only by negative skin friction and another part is the settlement of pile head caused by the work load which has moved down to the neutral plane when negative skin friction is hanging on the pile. The force equilibrium on the neutral plane acts like a prestressed force on pile which increases the pile stiff accordingly.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(044)004【总页数】6页(P1539-1544)【关键词】负摩阻力;下拉荷载;下曳沉降;桩基【作者】聂如松;冷伍明【作者单位】中南大学土木工程学院,湖南长沙,410075;中南大学土木工程学院,湖南长沙,410075【正文语种】中文【中图分类】TU473.1桩基负摩阻力是个非常复杂的问题，通常发生在软弱地基、湿陷性黄土地区、新近填土或欠固结土层中。
桩基负摩阻力的试验与研究
桩基负摩阻力的试验与研究
苗丽;王俊林;陈家模
【期刊名称】《河南科学》
【年(卷),期】2002(020)004
【摘要】桩的负摩阻力的大小受多种因素的影响,故其准确数值很难计算.本文介绍了有效应力法,通过试验结果与计算结果的对比,得出有效应力法可以方便、准确地计算桩基的负摩阻力.
【总页数】2页(P409-410)
【作者】苗丽;王俊林;陈家模
【作者单位】郑州大学水利与环境学院,河南,郑州,45002;郑州大学水利与环境学院,河南,郑州,45002;机械工业部第六设计研究院,河南,郑州,450052
【正文语种】中文
【中图分类】TU473.1+2
【相关文献】
1.特殊浸水下桩基负摩阻力试验研究 [J], 朱彦鹏;杨奎斌;王海明;杨校辉
2.湿陷性黄土地区桩基负摩阻力试验研究 [J], 陈新泽;胡昕;张希宏
3.低位真空预压作用下桩基负摩阻力试验研究 [J], 闫澍旺;郎瑞卿;孙立强;纪玉诚;林澍
4.膨胀土地基桥台桩基负摩阻力现场试验研究 [J], 王波;王保田;张福海;张文慧
5.黄土场地震陷时桩基负摩阻力的现场试验研究 [J], 王兰民;孙军杰;黄雪峰;徐舜华;石玉成
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桩基负摩阻力研究
本科毕业论文桩基础负摩擦力特性研究STUDY ON CHARACTERISTIS OF NEGATIVE FRICTION OFPILE FOUNDATION学院（部）：理学院专业班级：理论与应用力学学生姓名：吴小龙指导教师：刘丹教授2012 年 6 月 4 日桩基础负摩擦力摘要桩基作为一种古老的基础工程形式，在现代化阶段得到了高速发展。
随着桩基技术的发展和施工工艺的推陈出新，桩基础已经成为工程建设中应用最广泛的基础形式，桩基础在设计和施工中产生的负摩擦力也渐渐为人们所认识。
鉴于负摩擦力对桩基础应用过程中的重要影响，桩基础的负摩擦力已经成为基础工程界的一个技术热点。
国内外一些实测资料表明桩基础在使用阶段负摩擦力可能产生非常大的下拉载荷和沉降，尤其产生的不均匀沉降对基础危害最大。
在工程实践中，要在设计阶段即考虑可能出现的负摩擦力以保证基础的稳定性，在施工阶段要采取必要的措施避免出现负摩擦力，使用阶段出现的也要及时防治。
本文提出了在工程设计中如何处理桩基础负摩擦力的方法，如什么情况下考虑负摩擦力、中性点的确定、桩基础下拉载荷的计算、负摩擦力的裙桩效应、负摩擦力对桩基础竖向承载力和沉降的影响、设计施工中如何避免出现负摩擦力以及对已经出现的负摩擦力的根治。
文中用ANSYS计算负摩擦力对桩基础的竖向承载力和沉降等参数产生的影响，并将计算结果与不考虑负摩擦力桩的设计进行比较，得出在工程设计中如何考虑负摩擦力，以及如何处理已经出现负摩擦力的基础。
关键词：负摩擦力，桩基础，中性点，群桩效应，稳定性，承载力，沉降STUDY ON CHARACTERISTIS OF NEGATIVE FRICTION OFPILE FOUNDATIONABSTRACTPile foundation is one of the oldest foundation forms,and develop very rapidly in modernize era. Along with the piles technology’s development and construct skill bring forth the fresh, pile has became the broadest foundation forms in project item. The negative friction in pile’s designing and constructing is acquainted with for engineer. Due to the important infection in using foundation, the negative friction in pile has became one of the engineering skill focus.Many survey data refer to mortal down load and sedimentation be produced due to the negative friction in pile foundation. The inequable sedimentation endanger the pile foundation greatly. In engineering practice, negative friction must be considered to ensure the foundation stability. The measure to avoid the negative friction must be carry out in construction phase and to prevent the negative friction in using.This thesis put forward a systemic method to settle the negative friction in project design. It includes when the negative friction must be consider, the zero position decided, count the down load, the negative friction group pile, the infection on end-bearing and sedimentation and stability, how to deal with in design to avoid the negative friction and how to solve when the negative friction produced.In this thesis consider the negative friction’s infection on the parameters of vertical weight and sedimentation by ANSYS, and compare the conclusion with the design without the negative friction. In this thesis summarize how to avoid and deal with the negative friction in designing and using.Keyword: negative friction, pile foundation, zero position, group pile effect, stability, load, sedimentation目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1桩基础及其工作性能 (1)1.1.1桩基础的定义 (1)1.1.2桩基础的应用范围和主要作用 (2)1.2负摩擦力的形成原因和影响因素 (2)1.2.1负摩擦力的发生机理及其发生条件 (2)1.2.2负摩擦力的影响因素 (3)1.2.3什么情况下应考虑负摩擦力 (3)1.3研究方法与思路 (3)第二章桩基础负摩擦力的研究 (6)2.1负摩擦力的特性 (6)2.1.1中性点及其位置的确定 (6)2.1.2负摩擦力的时间效应 (8)2.2单桩负摩擦力的计算 (8)2.3单桩负摩擦力沿桩身的传递规律 (10)第三章负摩擦力作用下的桩基设计 (15)3.1负摩擦力作用下桩基的竖向承载力 (15)3.1.1竖向承载力的确定 (15)3.1.2下拉荷载的计算 (18)3.1.3负摩擦力下的竖向承载力计算 (18)3.2负摩擦作用下的群桩效应 (19)3.2.1群桩负摩擦力计算 (20)3.2.2负摩擦力群桩效应系数 (20)3.3负摩擦力作用下桩基的沉降 (21)3.3.1桩基的沉降 (21)3.3.2承受负摩擦力群桩的沉降计算 (24)第四章桩负摩擦力的算例分析和计算 (25)4.1算例及简化假定 (25)4.2考虑负摩擦力桩设计的手工计算 (28)4.3考虑负摩擦力的ANSYS计算 (31)第五章负摩擦力的防治 (35)5.1负摩擦力产生的影响 (35)5.2减少桩负摩擦力的工程措施 (36)5.3负摩擦力防治的方法和新工艺 (37)5.3.1灌浆法减少桩基负摩擦力 (38)5.3.1.1灌浆加固的机理 (38)5.3.1.2灌浆设计要点 (38)5.3.2涂层法减少桩的负摩擦力 (38)5.4桩基负摩擦力在纠倾中的作用 (39)结论 (41)参考文献 (42)致谢 (43)第一章绪论1.1桩基础及其工作性能1.1.1桩基础的定义桩基础是人类在软弱地基上建造建筑物的一种构造，是最古老、最基本的基础类型。
地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力
0.002l0 0.007l0 0.005l0
府 溶 咋 托
根
单层排架结构（柱距为6m）柱基的沉降量（mm） 120
橡 蟹
弦
适
地
基
处
理
桩
基
4.4.1 单桩沉降的计算
在竖向荷载作用下单桩沉降由三部分组成： （1）桩身弹性压缩引起的桩顶沉降； （2）桩侧阻力引起的桩周土中的附加应力以压力
扩散角，致使桩端下土体压缩而产生的桩端沉降； （3）桩端荷载引起桩端下土体压缩所产生的桩端
N0影响很小可忽略不计， P（Z）= kxxb0 =mzxb0。上式变为：
N0 H0
M0
x
承台底面
EId4x5zx0
z
dz4
其中： 5 mb1 为桩的水平变1形 /m ） 系。 数（
EI
下醚牙侨母付切各秧依秦蒸 克眷缨逸索抄捉瑞惮炼末坯 抗荧邦映临蹬蛛攀地基处理 桩基沉降、负摩阻力、水平 承载力地基处理桩基沉降、 负摩阻力、水平承载力
③ “m”法：假定地基系数Kx随深度成正比例地增长．目前我国应用较多， Kx =mz。
H0
x
t
Kx=mz
（c）”m”法
突全两颧蚤括模团护镇买 盲间足紧稀糟辈畦辐艘名 肮翰郧顺薄因献襄今亭地 基处理桩基沉降、负摩阻 力、水平承载力地基处理 桩基沉降、负摩阻力、水 平承载力
④ “c值”法：假定地基系数Kh随着深度成抛物线规律增加，即Kh =cz1/2 ，c为常数，随土类不同而异。在 我国多用于公路交通部门。
赶绪咸橱称剂湘绷零扛叫璃台 咏鸥疆容杯丘凝枣晋沈之筏峰 脑倾辩搞齐款地基处理桩基沉 降、负摩阻力、水平承载力地 基处理桩基沉降、负摩阻力、 水平承载力
换 算 深 度 h 和 最 大 弯 矩 系 数 C M （3）桩身最大弯矩及位置
新书《桩基负摩擦力的试验模拟和计算应用》内容简介
新书《桩基负摩擦力的试验模拟和计算应用》内容简介
佚名
【期刊名称】《山东建筑大学学报》
【年(卷),期】2009(024)004
【摘要】@@ 今年7月间,科学出版社出版了由肖俊华、袁聚云和赵锡宏共同编著的<桩基负摩擦力的试验模拟和计算应用>,这是国内外首次出版的有关桩基负摩擦力的著作,包括现场测试、室内试验、理论计算、数值模拟和工程应用等内容.【总页数】1页(P380)
【正文语种】中文
【中图分类】G25
【相关文献】
1.有效应力迭代算法计算桩基负摩擦力 [J], 肖俊华;袁聚云;亓兴军
2.关于桩基础负摩擦力设计和应用实例报告 [J], 祁彦泰
3.应用EPS材料减少桩基负摩擦力问题的研究 [J], 房勇;侯海伟;严之菲;马兴华
4.海洋静力触探在海上平台桩基承载力计算中的应用 [J], 宋玉鹏;宋丙辉;孙永福;周其坤
5.承受负摩擦力的桩基沉降计算的迭代法 [J], 赵锡宏;张启辉;张保良
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“不对称”填土作用下桩基负摩擦力试验研究与数值模拟的开题报告
“不对称”填土作用下桩基负摩擦力试验研究与数值模拟的开题报告一、研究背景和意义随着城市化进程的加快，越来越多的建筑和桥梁工程需要进行深基坑的开挖，然而在土壤的填土过程中，因为填土压实度的不一致性，土体的承载能力难以保持均匀，这就可能引起基础承载层之间的不均匀沉降，导致基础的失稳等问题。
因此，为了保证建筑物和桥梁工程的安全稳定，需要深入了解填土作用下桩基负摩擦力的试验研究和数值模拟。
二、文献综述和研究现状填土作用下的桩基负摩擦力问题越来越引起人们的关注，相关的研究围绕试验和数值模拟展开。
目前，研究者通过模拟桩基负摩擦力试验，发现了填土压实度不对称对桩基负摩擦力的影响，发现了负摩擦力随着时间的推移而逐渐增加的规律，并提出了填土作用下负摩擦力的理论模型。
此外，研究者们也利用有限元数值模拟方法，模拟了负摩擦力与地下水位、桩身变形等因素的关系，从而更加深入地了解了填土作用下桩基负摩擦力的特点和规律。
三、研究内容和方法本研究旨在进一步探究填土作用下桩基负摩擦力的试验研究和数值模拟，主要研究内容包括以下三个方面：1. 设计不同深度、不同填土条件的测试桩，进行填土作用下的桩基负摩擦力试验，观测负摩擦力随时间的变化规律，分析填土压实度不对称对负摩擦力的影响。
2. 借助有限元分析软件，构建填土作用下的三维桩土模型，模拟不同参数下的桩基负摩擦力，并进一步分析负摩擦力与地下水位、桩身变形等因素的关系。
3. 将试验结果与数值模拟结果进行比对，验证所提出的理论模型的准确性和适用范围，并对填土作用下桩基负摩擦力进行更加深入的探究。
四、研究计划和进展本研究将于明年年初开始实验部分的工作，团队将先进行试验桩的设计和制作，搜集相关的试验数据，并针对不同填土条件下的试验数据进行分析和总结。
同时，团队也将进行有限元数值模拟工作，构建三维桩土模型，模拟负摩擦力的变化情况，并根据模拟数据进行理论模型的修正和完善。
总之，本研究旨在探究填土作用下桩基负摩擦力的特点和规律，为建筑和桥梁工程的安全稳定提供理论依据和实践指导。
负摩阻力基桩承载力设计与检测方法探讨[2]
![负摩阻力基桩承载力设计与检测方法探讨[2]](https://img.taocdn.com/s3/m/b058af48852458fb770b5697.png)
第27卷 第1期岩石力学与工程学报 V ol.27 No.12009年1月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Jan.，2009收稿日期：2009–01–01；修回日期：2009–01–01 基金项目：长沙市科技计划项目；长沙学院引进人才科研基金作者简介：夏力农(1964–)，男，博士，1984 年毕业于浙江大学土木工程系建筑结构专业，现任教授，主要从事深基础及地基处理方面的教学与研究考虑桩顶荷载作用的负摩阻力逐次逼近方法夏力农1,2，苗云东2(1. 长沙学院 土木工程系，湖南 长沙 410003；2. 湘潭大学 土木工程与力学学院，湖南 湘潭 411100)摘要：负摩阻力问题一直是桩基础研究中的热点，负摩阻力可能会引起建筑物破坏、工程失效等诸多工程灾害，造成不必要的损失和浪费。
为此，深入探讨负摩阻力基桩承载力设计及检测方法具有较大的工程实际意义。
首先介绍了负摩阻力产生的机理。
然后以国内外最新的研究成果和负摩阻力基桩的荷载传递特点为基础，对国内外目前常用的负摩阻力基桩承载力设计及检测方法进行了分析，并分析了其优缺点。
在此基础上，对负摩阻力基桩承载力计算的FULLENIUS 方法进行了合理的修正。
再结合负摩阻力基桩的实际工作状态与静载试压条件下的工作性状之间的差异，首次提出了与控制沉降为前提的负摩阻力基桩的承载力设计方法和检测评价方法。
关键词：负摩阻力；基桩；承载力；设计；检测中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：DISCUSSION ON DESIGN AND CHECK-MEASURING OF NEGATIVESKIN FRICTION PILES BEARING CAPACITYXIA Li-nong 1,2，MIAO Yun-dong 2(1. Department of Civil Engineering ，Changsha University ，Changsha ，Hunan 410003，China; 2. School of Civil Engineering and Mechanics, Xiangtan University, Xiangtan, Hunan,410003，China )Abstract ：A study on problem of negative skin friction has always been hot in China and abroad. Negative skin friction on pile side may lead to many engineering disasters, such as building damage, engineering failure, etc . It caused by unnecessary loss and wastage. So further discussion on design and check-measuring of negative skin friction piles bearing capacity has great engineering application meanings .The mechanism of negative skin friction of piles were first discussed ,then analyzed the commonly used methods nowadays on design and check-measuring of negative skin friction piles bearing capacity, and finally pointed out both the advantages and disadvantages of that basing on the latest studies at home and abroad and the load-transferring character of negative skin friction piles. On this basis, a reasonable modification was implemented to the FULLENIUS method on calculating the bearing capacity of negative skin friction piles, also associated with the performance of negative skin friction piles under real working environments is compared with that under static check-measuring tests, the methods on design and check-measuring of negatives skin friction piles bearing capacity which are on the premise of sedimentation control are firstly presented in this study.Key words ：negative skin friction ；pile ；bearing capacity ；check-measuring1 引 言与常规基桩的荷载传递相比，负摩阻力基桩的桩土相互作用要复杂得多。
高桩码头桩基负摩擦力现场试验研究--上海洋山深水港工程现场试验
高桩码头桩基负摩擦力现场试验研究--上海洋山深水港工程现场试验肖俊华;周国然;袁聚云;赵锡宏【期刊名称】《岩土力学》【年(卷),期】2008(29)4【摘要】高桩码头接岸结构中的桩基础,在抛石的作用下将产生负摩擦力。
通过支撑桩及自由桩上负摩擦力的现场试验研究,获得抛石过程中基桩内力随深度变化的基本规律。
抛石过程中基桩上的负摩擦力主要产生在抛石段。
同时,抛石作为附加荷载,将引起下方软弱土层的固结沉降,桩土之间产生相对位移,从而在抛石段下方一定范围内也产生负摩擦力作用。
承台荷载对负摩擦力的大小和分布有着重要的影响。
提出的负摩擦力分布规律和采用有效应力法计算层状土负摩擦力的公式,可为桩基础的设计,尤其对水下单面抛石施工的设计及采取消减负摩擦力的措施提供依据。
【总页数】6页(P1097-1102)【关键词】高桩码头;负摩擦力;现场试验;支撑桩;自由桩【作者】肖俊华;周国然;袁聚云;赵锡宏【作者单位】同济大学地下建筑工程系,上海200092;上海港湾工程设计研究院,上海200032【正文语种】中文【中图分类】TU413【相关文献】1.上海洋山深水港区东侧北围堤试验段工程钢圆筒水流力试验研究 [J], 忻怡;张慈珩2.上海洋山深水港区二期工程方案潮流物理模型试验研究 [J], 吴明阳;许家帅;冯玉林3.高桩码头钢筋混凝土结构延寿技术现场试验研究 [J], 唐军务;黄长虹4.上海洋山深水港中港区码头面层混凝土的现场试验研究 [J], 王成启;汪冬冬;胡力平;时蓓玲5.码头桩基负摩擦力的模型试验研究 [J], 谢耀峰;王云球因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
负摩擦力对桩基承载力的影响
日本 和 墨 西 哥 都 有 过
院 三 单 位 反 复勘 察 定 为 液 化 地 基 土
并经 哈
这 样 的 工 程破 坏 实 例
建筑 物 的 桩 基
1 2
.
尔 滨 工 程 力 学 研 究 所及 中 国建科 院 地 基所再 次 判 断定 为 液化 地 基 土 建 议 采 用 桩基 础
。 。 。
沈阳 矿 务 局 红 阳 四井 工 业 场 地 部 分 地 面
,
由 于 下 面 四 个原 因
,
我 们考
对 于 重 要 的 以及对 下 沉 敏 感 的 建 筑物
,
,
虑 了 负 摩擦力 对 桩 基承载 力 的影 响
.
。
桩 身穿 过较 厚 的 软 弱 可 压 缩 土 层
,
.
红 阳 四 井 工 业场地 水塔 高 2 8 m 容量 2 0
m
“ ,
由于 该工 业 场 地 处 于 洪 水 淹 没 区 地
。
由
,
红 阳 四井 工 业 场 地 位 于 太子 河 之 北 马 峰 河 之 南 的 辽 南 冲积 平原 上 流 水组 堆 积 成 因 的 冲 积 类 型
,
。
西
于 地 表 大 面 积堆 载 或 地 下 水 位 下 降 等 原 因 大 于 桩承 受 荷 载 后 的 沉 降 量 时
,
本区 为 大 陆
当 土 体下 沉 量
堆 积厚 度 八 十
:
桩 侧土 相对
多米
土
、
。
工 程 地 质情 况 见 表
1
。
桩 向下 运 动
阻力
,
,
土 体作 用 于 桩 侧 的 是 向 下 的 摩
负摩阻力的分析论文[五篇材料]
![负摩阻力的分析论文[五篇材料]](https://img.taocdn.com/s3/m/d7410ef4cf2f0066f5335a8102d276a20029603e.png)
负摩阻力的分析论文[五篇材料]第一篇：负摩阻力的分析论文一、负摩阻力的成因桩周土的沉降大于桩体的沉降！桩土的相对位移（或者相对位移趋势）是形成摩擦力的原因，桩基础中，如果土给桩体提供向上的摩擦力就称为正摩阻力；反之，则为负摩阻力。
地基土沉降过大，桩和土相对位移过大地基土将对桩产生向下的摩擦力拉力，使原来稳定的地基变得不稳定，实际荷载可能超过原来建议的地基承载力。
一般可能由以下原因或组合造成：未固结的新近回填土地基；地面超载；打桩后孔隙水压力消散引起的固结沉降；地下水位降低，有效应力增加引起土层下沉；非饱和填土因浸水而湿陷；可压缩性土经受持续荷载，引起地基土沉降；地震液化。
二、地基设计为什么要考虑负摩阻力桩周负摩阻力非但不能为承担上部荷载作出贡献，反而要产生作用于桩侧的下拉力。
而造成桩端地基的屈服或破坏、桩身破坏、结构物不均匀沉降等影响。
因此，考虑桩侧负摩阻力对桩基础的作用是桩基础设计必不可少的问题之一。
三、如何在现场测试和估算负摩阻力在桩体安装应变计这是目前测单桩负摩阻力问题的最常用的方法。
80年代，有工程运用瑞士生产的滑动侧微计（SlidingMicrometer---ISETH）来测定。
普遍的方法都是测定桩体轴力，从而推算桩侧摩阻力。
四、影响负摩阻力大小的主要因素桩周土的特性当然是首当其冲的，其次桩端土特性也不可忽视（因为其之间影响着中性点的位置问题）、桩体的形状、桩土模量比等都有影响。
五、负摩阻力的防治措施打桩前，先预压地基土，从根本上消除负摩阻力的产生；在产生负摩阻的桩段安装套筒或者把桩身与周围土体隔离，这种方法会使施工难度加大；在桩身涂滑动薄膜[如涂沥青]，目前这种方法应用比较普遍，效果也不错；通过降低桩上部荷载，储备一定承载力；在地基和上部结构允许有相对较大沉降的情况下，采用摩擦桩；采用一定的装置消除负摩阻力。
下面介绍一种消除负摩阻力的装置：它由设置在桩体外周的卸荷套及卸荷套与桩体之间的润滑隔离层构成。
软土地区负摩阻力对桩基影响分析及检测实例
中性点深度极大值较大一些。分析原因是规范估算只考虑桩端
持力层的性质，对于桩周地面上附加荷载的大小则没有考虑，
因此得出的中性点深度是可能产生的最大深度，偏于安全。
6．桩周负摩阻力系数的计算
随着时 间的增长，负摩阻力也会增长 但最终趋于稳定，
各试桩桩身轴力随时间的变化表明，60 天后各试桩中性点处
轴力增长 幅度已经很小，基本已趋于稳 定，根据计算，其上
三、软土地区负摩阻力检测实例 1．试验场地概况
表 1 试桩场地各土层分布和物性指标
土 层编 号
土 层名 称
厚度 含水率
重度
孔隙比 压缩模量
（m） （%） （KN / m3）
①
杂填 土
5.9
16.8
②
淤泥
5.1
66.7
15.3
1.9
1.3
③
粉 质粘 土
3.0
28.5
19.0
0.8
6.7
④
粉质 粘土 含砂砾
桩周垂向有效应力。
表 3 试验场地各土层的负摩阻力系数 β
土层
回 填渣 层
淤泥 层
粉 质粘 土层
粉质 粘土 层 含 砂砾层
负 摩阻 力系 数
0.360.38
0.24- 0.2 7
0 .32- 0.35
0.0 6- 0.11
四、降低或消除负摩阻力的措施
为了减少或避 免桩基所承受的下拉荷载， 需要在桩基的
压缩性较低，且沉降在前 4 个月大部分固结已完成，后期沉降
量较小，可忽略不计，因此，可得到桩周软弱土层的下限深度，
即为 1 7.3 m ，再按规范估算中性点的深度的经验值便可计算
出中性点深度约在 1 0.5 m ~1 2.2m ，与实测值 10.2 、11.5 m
软土地基桩侧负摩阻力研究综述_代先尧
引入弹塑性荷 了Ｃ Ｆ Ｇ 桩复合地基的荷载传递机制 ， 在考虑 桩 体 的 上 刺 与 下 刺 变 形 的 前 提 载传递模型 ， 下提出了一种新的能考虑桩 －土 －垫层体系共同作用
３］ 。 物理模型试验和现场试验等几个方面 ［
塑性模型由于形式简单而被广泛应用 。 在研究单桩 的极限承载力 、 荷载 －沉降关系甚至群桩的工作性状
１ １～１ ５］ 。 如 Ｅ． 时， 大部分 学 者 都 采 用 了 荷 载 传 递 法 ［ ６ 采用一系 列 简 化 的 荷 载 传 递 函 数 来 Ｅ． Ａ ｌ ｏ ｎ ｓ ｏ等 １ １ ７］ 求解单桩或群桩的负摩阻力 ； 赵 明 华 等［ 深入分析 ［ ］
法的缺点是 ： ① 假定 桩 侧 摩 阻 力 与 桩 端 阻 力 同 时 达 到极限值 ， 这点与实际情况不符合 ； ② 仅适于桩土相 对位移较小的情况 ， 适用范围不广泛 ； ③ 计算得到的 负摩阻力值偏大 ； ④仅凭借经验来确定中性点的位 置， 无法得到中性点的准确位置 。 １． １． ２ 荷载传递法 ２ ０世 纪 ５ ０ 年 代， Ｈ． Ｓ ｅ ｅ ｄ等提出了荷载传递 法， 该法弥补了极限分析法的不足 ， 并在实际工程中 得到了广泛的应用 ， 随后很多学者在其基础上研究
软土地基桩侧负摩阻力研究综述
代先尧 ， 李长冬 ， 王 凯
（ ） 中国地质大学工程学院 ， 武汉 ４ ３ ０ ０ ７ ４
摘 要 ： 简要介绍了软土地基桩侧负摩阻力产生的 原 因 以 及 工 程 危 害 性 ， 重点综述了近年来国内外在理论计算、 数值模拟 、 物理模型试验和现场试验四个方面的研究成果 ， 并总结和分析了几种 常 用 理 论 计 算 方 法 及 其 优 缺 点 ； 对 目前常用的减少桩侧负摩阻力的工程优化措施进行了概述和分析 ， 并探讨了桩侧负 摩 阻 力 在 建 筑 物 纠 倾 工 程 中 的 应用 ， 指出通过调整桩侧负摩阻力进行纠倾可为负摩 阻 力 的 应 用 提 供 了 一 个 良 好 的 开 端 ； 针对当前桩侧负摩阻力 对今后的研究发展方向进行了展望 。 该研究可为今后的相似研究提供参考 。 领域的研究现状 ， 关键词 ： 软土地基 ； 桩基 ； 负摩阻力 ； 工程优化 （ ） 中图分类号 ： Ｘ ９ ４ ８； ＴＵ ４ ４ ７ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ １ １ ５ ５ ６ ２ ０ １ ３ ０ ５ ０ １ ３ ０ ０ ６ － － －
负摩阻力作用下桩基中性点位置、下拽力及下拽位移与时间的关系
负摩阻力作用下桩基中性点位置、下拽力及下拽位移与时间的关系孔纲强;周杨;彭怀风【摘要】介绍桩基负摩阻力产生及发展过程；针对中性点位置、下拽力及下拽位移与时间之间的关系，提出关系拟合预测曲线模型，并与现场工程实测结果进行对比分析，探讨曲线模型参数的物理意义。
研究结果表明：提出的曲线模型计算结果与实测结果吻合良好，从而验证该模型的准确性和可靠性，为进一步研究桩基负摩阻力特性及其设计和计算提供参考依据。
%The develop process of negative skin friction of pile was briefly introduced. The relationship curves models for neutral point position versus time, dragload versus time, and downdrag versus time were developed. The curve model results were comparatively analyzed with field test results;and the physical meanings of parameters were discussed and analyzed. The results show that the results obtained by curves models fit well with those of field test results, which verifies the accuracy and reliability of curves models developed in this paper. The results also provide a reference for further study of the characteristics of negative skin friction and its design and calculation.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(047)011【总页数】6页(P3884-3889)【关键词】桩基;负摩阻力;中性点位置;下拽力;下拽位移;时间效应【作者】孔纲强;周杨;彭怀风【作者单位】河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室，江苏南京，210098; 河海大学土木与交通学院，江苏南京，210098;河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室，江苏南京，210098; 河海大学土木与交通学院，江苏南京，210098;河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室，江苏南京，210098; 河海大学土木与交通学院，江苏南京，210098【正文语种】中文【中图分类】TU375.4桩基负摩阻力问题及负摩阻力作用引起的桩基下拽力、下拽位移问题，近几十年来一直被广大工程技术人员所关注与重视[1−2]。
桥梁工程中的桩基负摩阻力问题研究
负摩阻力对桥梁桩长的影响分析
负摩阻力对桥梁桩长的影响分析摘要：阐述了桥梁桩基负摩阻力产生的原因，论述了确定桩基中性点的方法；在浅滩围垦形成的软土地区，进行桥梁桩基设计时应考虑负摩阻力对桩长的影响；最后提出了减小负摩阻力的措施。
关键词：软土地区；负摩阻力；中性点1引言1.1 区域概述温州市瓯江口新区起步区位于温州都市区东部，瓯江入海口处。
本区属浅滩围垦形成的城市新区，区内腹地开阔平坦，前后均面海，受海风、潮汐等影响较大，建设时需重视堤坝、路基、建筑基底等的加固，以避免高密度建设导致的地面沉降。
规划区内规划了几条景观河，片区内所有道路的跨河桥梁全部共40多座桥梁。
1.2 地层分布特征地层岩性自天然地表往下依次可分为：1、①层素填土：为新近回填，层厚1.40m。
2、②1层淤泥质粉质粘土：流塑，层厚3.8m。
3、②1’层粉砂淤泥：流塑，层厚6.6m。
4、②2层淤泥：流塑，层厚25.3m。
5、③1层淤泥质粘土：流塑，层厚16.7m。
6、④2层粉质粘土：软塑状，层厚10.5m。
7、⑤2’层卵石：灰色，饱和，中密状，层厚22.4m。
地质钻孔图地基岩土层承载力参数表层号地层名称地基土容许承载力［faO］（kPa）桩侧土摩阻力标准值qіk (kPa)①灰色淤泥质粉质粘土50 10②1’灰色淤泥混粉砂55 11②2 灰色淤泥50 11③1 灰色淤泥质粘土65 18④2 粉质粘土90 28④3 圆砾250 120⑤2’卵石400 150根据本区域的地勘报告建议，上部①层素填土、②1层淤泥质粉质粘土、②1’层粉砂淤泥、②2层淤泥；③1层淤泥质粘土均属欠固结土，桩基设计时需考虑因上部土层固结沉降产生附加荷载或由于降低地下水位，使桩周土中有效应力增大，并产生显著压缩沉降而引起桩侧负摩阻力对桩基承载力和沉降的影响。
因此，本文将在桩基设计时考虑负摩阻力对桩基承载力的影响。
2 负摩阻力概述2.1负摩阻力基本概念桩基础是桥梁基础中常用的形式。
负摩阻力作用下锥形异型桩承载力研究
负摩阻力作用下锥形异型桩承载力研究代先尧;王亮清;李长冬;王凯;张永权【期刊名称】《煤田地质与勘探》【年(卷),期】2015(000)003【摘要】研制异型桩是降低负摩阻力的重要措施之一，对目前能降低负摩阻力的异型桩的种类和特征进行了系统分析与总结，并介绍了作者已授权的一项国家发明专利——一种端部螺纹 X 形变截面预制管桩及其施工方法。
通过 FLAC3D 软件分别模拟了圆形等截面桩和锥形异型桩在相同地面堆载的情况下桩身轴力的分布情况，结果表明锥形纵截面的设置可以有效降低负摩阻力的影响。
阐述了端部螺纹X形变截面预制管桩能更显著降低负摩阻力的机制，研究成果可为端部螺纹X形变截面预制管桩的设计和推广应用提供一定的理论基础。
【总页数】4页(P77-80)【作者】代先尧;王亮清;李长冬;王凯;张永权【作者单位】中国地质大学武汉工程学院，湖北武汉 430074;中国地质大学武汉工程学院，湖北武汉 430074;中国地质大学武汉工程学院，湖北武汉 430074;中国地质大学武汉工程学院，湖北武汉 430074;中国地质大学武汉工程学院，湖北武汉 430074【正文语种】中文【中图分类】TU473【相关文献】1.负摩阻力对桩承载力的影响 [J], 张鹏;马军2.单侧边载作用下黏土中单桩负摩阻力特性模型试验研究 [J], 吴彬;黄挺;郑金海3.负摩阻力作用下桩基中性点位置、下拽力及下拽位移与时间的关系 [J], 孔纲强;周杨;彭怀风4.考虑负摩阻力的回填土地基单桩承载力计算 [J], 张志新;张金龙5.桩体负摩阻力分析及其对桩承载力的影响 [J], 江舟;张宏胜因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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第43卷 第3期 煤田地质与勘探Vol. 43 No.32015年6月 COAL GEOLOGY & EXPLORA TION Jun . 2015收稿日期: 2013-10-29基金项目: 国家自然科学基金项目(41202198；41372310)；中央高校基本科研业务费专项资金“摇篮计划” (CUG130409)；中国地质大学(武汉)2013年自主创新资助计划项目(1310491A06)作者简介: 代先尧(1990—)，男，湖北仙桃人，硕士研究生，从事岩土体稳定性评价. E-mail ：hubeidxy@ 通信作者: 李长冬(1981—)，男，博士，副教授，从事岩土体稳定性评价与地质灾害防治方法研究与教学工作.E-mail ：lichangdong@引用格式: 代先尧，王亮清，李长冬，等. 负摩阻力作用下锥形异型桩承载力研究[J]. 煤田地质与勘探，2015，43(3)：77–80.文章编号: 1001-1986(2015)03-0077-04负摩阻力作用下锥形异型桩承载力研究代先尧，王亮清，李长冬，王 凯，张永权(中国地质大学(武汉)工程学院，湖北 武汉 430074 )摘要: 研制异型桩是降低负摩阻力的重要措施之一，对目前能降低负摩阻力的异型桩的种类和特征进行了系统分析与总结，并介绍了作者已授权的一项国家发明专利——一种端部螺纹X 形变截面预制管桩及其施工方法。
通过FLAC 3D 软件分别模拟了圆形等截面桩和锥形异型桩在相同地面堆载的情况下桩身轴力的分布情况，结果表明锥形纵截面的设置可以有效降低负摩阻力的影响。
阐述了端部螺纹X 形变截面预制管桩能更显著降低负摩阻力的机制，研究成果可为端部螺纹X 形变截面预制管桩的设计和推广应用提供一定的理论基础。
关 键 词：锥形异型桩；负摩阻力；变截面；数值模拟中图分类号：TU 473 文献标识码：A DOI: 10.3969/j.issn.1001-1986.2015.03.015Bearing capacity of cone pile under action of negative friction resistanceDAI Xianyao, W ANG Liangqing, LI Changdong, W ANG Kai, ZHANG Yongquan(Faculty of Engineering , China University of Geosciences , Wuhan 430074, China )Abstract: Development of special-shaped pile is one of the important measures to reduce the negative friction, thetypes and characteristics of the current special-shaped pile reducing the negative friction were analyzed and sum-marized, and the authors introduced a state authorized invention patent -- The thread at the end of the X shaped precast pipe pile and its construction method. Distribution of circular section pile and tapered special-shaped pile on the same surface load under the condition of axial force of pile were simulated respectively by FLAC 3D software. Results show that the effect of longitudinal section of tapered settings can effectively reduce the negative friction. The mechanism of the thread at the end of the X shaped precast pipe pile which can significantly reduce the nega-tive friction was elaborated. The theoretical foundation for design and application of research results for the thread at the end of the X shaped precast pipe piles was provided.Key words: tapered special-shaped pile; negative friction; variable cross-section; numerical simulation负摩阻力对桩基承载力和桩体沉降量的影响是不可忽略的，在软土地区由于地面堆载或地下水位下降等原因会导致土体的沉降量大于桩体的沉降量，这时在桩体表面就会产生向下的负摩阻力。
至今，国内外已有很多关于负摩阻力的研究，E. M. Comocromos 等[1]采用三维非线性分析手段分别分析了单桩和群桩在地面堆载情况下负摩阻力的影响。
R. P. Chen 等[2]采用数值分析的方法，研究了非线性固结土在不同桩顶载荷下的桩侧负摩阻力的发展，采用微分求积法获得了桩身的轴力分布，讨论了不同的土体固结度与不同的桩荷载对桩侧负摩阻力的影响。
夏力农等[3]通过现场试验研究了随堆载作用时间的延续桩侧负摩阻力的变化。
李玲玲等[4]通过原位试验研究了由于地面堆载引起的土体固结对桩侧负摩阻力的影响。
孔纲强等[5]通过物理模型试验研究了地面堆载对黏土中群桩负摩阻力的影响。
杨庆等[6]采用桩基模型，研究了在地面堆载下，端承桩、摩擦端承桩在桩周土含水率不同时，桩侧负摩阻力的变化特征。
代先尧等[7]对近年来国内外在现场试验、模型试验、数值模拟和理论计算等方面的研究现状进行了汇总分析。
负摩阻力的存在不仅·78 ·煤田地质与勘探第43卷降低了桩体的竖向承载力而且增大了桩体的竖向位移，这些都会影响桩体本身及其上覆建筑物的正常使用。
为了尽可能降低负摩阻力对桩基的影响，提高桩基的承载力，学者们已提出了一些工程优化措施，胥为捷[8]将已有的降低负摩阻力影响的优化措施分成了五类，其中要重点提一下的措施是优化桩身构造，该类方法通过研发新的桩型来达到减小负摩阻力或提高桩端承载力的目的。
孔纲强等[9-10]提出的扩底预应力锥形管桩，将扩底桩和楔形管桩的优点进行了融合，提高了桩基竖向承载力，又降低了桩侧负摩阻力。
鉴于此，在介绍了能降低负摩阻力的异型桩的研究现状的基础上，介绍了作者已授权的一项国家发明专利——一种端部螺纹X形变截面预制管桩及其施工方法(专利号：ZL 201210411486.9，授权公告号：102900074B)。
通过有限差分FLAC3D软件模拟了圆形等截面桩和锥形桩在相同地面堆载的情况下桩身轴力的分布情况，并对两种桩型的桩身轴力进行了对比分析，研究了端部螺纹X形变截面预制管桩能更显著降低负摩阻力的机制。
1锥形异型桩研究1.1 锥形桩和螺纹桩的应用目前使用最广泛的桩型是圆形等截面桩，除此之外，锥形桩和螺纹桩也在一些特殊地区得到了应用，锥形桩从研发至今已有三十多年的历史，它能明显节约混凝土的用量，且提高了单位材料的强度利用率。
倒锥形斜面把一部分垂直向下的力变为水平力，在锥体土层中形成有利的三向受压应力状态，能充分利用硬壳层的力学性能[11]，从而提高了桩的承载力。
且当地面堆载时，土体向下运动的位移大于桩体，由于锥形桩纵截面为倒锥形，故桩体会有脱离土体的趋势，这也极大的降低了负摩阻力的影响。
常见的螺纹桩是全螺纹灌注桩，其制作方法是：用专门制作的螺纹钻杆钻进，钻到要求的深度后就形成了螺纹。
螺纹部分的设置改变了桩体与土体之间的作用关系，很大程度上提高了桩侧正摩阻力，螺纹桩的桩侧阻力包括两部分，即螺纹与周围土体的咬合力和桩体与土体的正摩擦力，螺纹的设置也是降低负摩阻力的一种有效途径。
1.2 异型基桩作用机制近些年，在以上两种桩型的基础上又派生出了很多种新型的桩基。
除前文提到过的扩底预应力锥形管桩外，下面介绍一些可以降低负摩阻力的桩型。
彭桂皎等[12]提出了半螺丝桩及其成桩工法，专利中提到的半螺丝桩的特殊之处在于该桩型上部为直线型，下部为螺丝型，该桩的优点除了申请书中提到的，提高了桩基承载力和砼用量低之外，如果将该半螺丝桩用于会产生负摩阻力的地区，由于其下段为螺丝型，故可以提高桩侧正摩阻力，以减少负摩阻力的影响。
李长冬等[13]提出的端部螺纹X形变截面预制管桩(图1)，包括第一节管节和第二节管节，所述的第一节管节从下到上设有桩尖、大截面段、小截面段和顶部螺纹段，大截面段和小截面段表面有螺纹，横截面为X形，顶部螺纹段横截面为圆形；第二节管节为倒圆锥台形，锥台中心有通孔，通孔下段设有内螺纹段，锥台表面光滑设有标尺线，锥台横截面为圆环形；通过第一节管节的顶部螺纹段旋入第二节管节的内螺纹段，将两管节的连接成完整的预制管桩。
图1 端部螺纹X形变截面预制管桩示意图Fig.1 Schematic diagram of the thread end-X-shapedprefabricated pipe pile本发明的端部螺纹X形变截面预制管桩及其施工方法与现有技术相比主要有以下优点：a.由于第一节管节的大、小截面段的横截面为X形，有较大的比表面积，可明显地提高桩侧正摩阻力，本发明的桩身第二节管节呈倒圆锥台形，可有效降低负摩阻力的影响。
b. 由于第一节管节的桩尖、小截面段的横截面都比大截面段的横截面段小，即第一节管节的小截面段与大截面段相比为有凹进的设计，当第一节管节桩身完全贯入土中后，第一节管节的小截面段的凹进的空间必会被桩周土充填，可显著增大管桩的承载力，并且小截面段的设计，更有助于第一节管节被贯入土中。
c.与等截面预制X形钢筋混凝土桩相比，由于桩身为变截面，在采用同样的沉管桩方式下，本管桩处理深度更深。
d. 与锥形扩底桩相比，第一节管节的大截面段、小截面段的表面采用螺纹设置，可有效地提高桩侧正摩阻力，采用本管桩可替换锥形扩底桩，施工更简单。
通过改变桩身纵截面的形状和在桩体下部增加第3期代先尧等: 负摩阻力作用下锥形异型桩承载力研究 · 79 ·螺纹来达到减小负摩阻力和提高桩基承载力的目的，该端部螺纹X 形变截面预制管桩拥有X 形桩节约混凝土用量的优点，也有锥形桩降低负摩阻力的作用，同时端部螺纹的设置可增大正摩阻力，通过改变桩体自身的截面形状来降低桩侧负摩阻力的影响无疑是一种经济而又环保的方法。