地鐵車站與下穿式立交橋一體化結(jié)構(gòu)抗拔樁承載機(jī)理研究
發(fā)布時(shí)間:2017-06-26 02:11
本文關(guān)鍵詞:地鐵車站與下穿式立交橋一體化結(jié)構(gòu)抗拔樁承載機(jī)理研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:最近幾年由于城市化進(jìn)程的加快,越來越多的人口涌入一、二線城市,使這些城市的交通壓力驟增,人們開始向地上與地下空間不斷發(fā)展,各種高聳的建筑物拔地而起,地下空間的開發(fā)越來越多。樁基礎(chǔ)因其良好的受力性能被廣泛應(yīng)用于這些結(jié)構(gòu)之中。樁基礎(chǔ)根據(jù)受力形式主要分為抗拔樁與承壓樁兩種,國內(nèi)外對(duì)于承壓樁的研究已經(jīng)較為成熟,對(duì)于抗拔樁的研究則十分少,而且目前有關(guān)于抗拔樁的研究大多集中于承載力研究方面,且多數(shù)研究是基于模型試驗(yàn)或者經(jīng)驗(yàn)總結(jié),對(duì)于承載機(jī)理的理論研究很少,尚無統(tǒng)一的完善的理論出現(xiàn),對(duì)抗拔樁的的沉降變形研究也十分少,對(duì)于群樁基礎(chǔ)的研究也很少。本文對(duì)樁基礎(chǔ)承載機(jī)理進(jìn)行系統(tǒng)的研究,側(cè)重于抗拔樁承載機(jī)理的研究,結(jié)合單樁的豎向與水平靜載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),以合肥地鐵一號(hào)線明光路站為案例展開研究。主要研究了以下內(nèi)容:⑴抗拔樁與承壓樁在荷載傳遞機(jī)理之間的區(qū)別的。目前,學(xué)術(shù)界通常認(rèn)為抗拔樁的破壞形式接近于摩擦樁,初始階段,主要由上部覆土提供上拔阻力,樁身上部的摩阻力總是先于樁身下部發(fā)揮作用。隨著樁身的位移不斷加大,摩阻力無法抵消上拔荷載,樁身應(yīng)力不斷向下進(jìn)行擴(kuò)展。當(dāng)樁周摩阻力達(dá)到限制仍無法抵消上拔力時(shí),樁體變發(fā)生上拔而破壞。若上拔力突然施加且很大時(shí),樁身來不及變形也會(huì)出現(xiàn)樁身上部拉斷的情況。破壞形式根據(jù)樁的數(shù)量與間距有關(guān),當(dāng)樁數(shù)與樁距均較大時(shí),破壞形式呈非整體式;當(dāng)樁距較小而樁的數(shù)量較多時(shí),樁與土體破壞呈整體式,整體上拔破壞。⑵分析抗拔樁的3種破壞形式?拱螁螛吨饕械瑰F臺(tái)剪切破壞、沿接觸面剪切破壞和復(fù)合剪切破壞三種形式,介紹了七個(gè)最常用的荷載傳遞函數(shù),通過算例,用Tomlinson法、Patra法、理論分析法和回歸公式法這四種方法分別進(jìn)行計(jì)算,并與實(shí)際接果進(jìn)行比較,回歸公式法是最簡(jiǎn)便且與實(shí)際情況較符合的方法。對(duì)影響群樁承載力的因素進(jìn)行研究,引入群樁效率系數(shù)來反映群樁效應(yīng)對(duì)群樁承載力的影響程度。群樁效率系數(shù)與樁的長徑比成反比,與樁間距成正比,與群樁規(guī)模成反比。⑶樁基在受到水平方向的力或者彎矩作用下,樁身會(huì)發(fā)生垂直于軸線方向的撓曲變形。伴隨著這種水平力或彎矩的不斷增大,土體會(huì)產(chǎn)生開裂和隆起,樁身本身的水平位移也會(huì)逐漸增大,當(dāng)水平位移超過樁基變形限值時(shí),樁身就會(huì)發(fā)生破壞,具體表現(xiàn)為樁身產(chǎn)生裂縫、斷裂,甚至由于水平荷載產(chǎn)生的過大上拔力促使樁身拔出地面。在樁的受力特性中,其所能承擔(dān)的豎向承載力遠(yuǎn)大于水平承載力,因此水平承載力大小往往成為樁身設(shè)計(jì)的一個(gè)限制條件。影響樁基水平承載力的主要因素有樁身入土深度,樁頂?shù)奈灰葡拗?樁體自身的截面剛度,樁體周圍的土質(zhì)條件以及樁頂部的約束條件等等。⑷對(duì)樁基沉降進(jìn)行研究。樁基變形通常采用沉降量、沉降差、整體傾斜、局部?jī)A斜來表示。⑸運(yùn)用Midas GTS NX有限元分析軟件對(duì)合肥地鐵一號(hào)線明光路站進(jìn)行數(shù)值模擬主要對(duì)抗拔樁的沉降位移及樁身軸力進(jìn)行了研究。該工程結(jié)構(gòu)中抗拔樁的豎直沉降隨著開挖深度的增加出現(xiàn)增長,其主要是上浮位移,最大上浮出現(xiàn)在施工最后一步開挖至坑底處?拱螛吨饕挚褂捎谛遁d的作用下土體的摩擦力產(chǎn)生的上浮力,其側(cè)向位移一般由于土體的擾動(dòng),隨著開挖深度的增加而增大。
【關(guān)鍵詞】:抗拔樁 豎向承載力 水平承載力 承載機(jī)理
【學(xué)位授予單位】:安徽建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TU473.1
【目錄】:
- 摘要5-7
- Abstract7-11
- 第一章 緒論11-20
- 1.1 研究背景及問題的提出11-12
- 1.2 概述12-19
- 1.2.1 樁基適用性12-14
- 1.2.2 樁基的歷史與發(fā)展14-15
- 1.2.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-19
- 1.3 抗拔樁的應(yīng)用19-20
- 第二章 抗拔樁承載性狀理論研究20-41
- 2.1 樁土體系的荷載傳遞機(jī)理20-21
- 2.2 樁豎向承載力研究21-35
- 2.3 樁水平承載力計(jì)算35-36
- 2.4 樁基變形計(jì)算36-41
- 第三章 數(shù)值模擬41-64
- 3.1 Midas GTS NX簡(jiǎn)介41-42
- 3.1.1 Midas GTS NX簡(jiǎn)介41
- 3.1.2 Midas GTS NX原理41-42
- 3.2 本構(gòu)模型的選取42-45
- 3.2.1 本構(gòu)模型分類42-43
- 3.2.2 本構(gòu)模型選取43-45
- 3.3 數(shù)值模擬分析45-64
- 3.4.1 豎向承載力分析45-53
- 3.4.2 水平承載力分析53-57
- 3.4.3 不同樁長對(duì)樁承載力的影響57-59
- 3.4.4 不同樁徑對(duì)樁的承載力影響59-61
- 3.4.5 樁的長徑比、樁間距對(duì)群樁的承載力影響61-64
- 第四章 案例分析64-78
- 4.1 模型建立66-69
- 4.1.1 工程概況66
- 4.1.2 建立模型66-69
- 4.2 數(shù)值模擬及實(shí)際值對(duì)比分析69-76
- 4.2.1 樁承載力分析69-72
- 4.2.2 變形分析72-76
- 4.3 結(jié)論76-78
- 第五章 結(jié)論與展望78-81
- 5.1 結(jié)論78-80
- 5.2 展望80-81
- 參考文獻(xiàn)81-84
- 致謝84-85
- 攻讀學(xué)位期間研究成果85
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2 劉娟;;淺議抗拔樁設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的幾個(gè)問題[J];四川建材;2010年03期
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7 張毅;沉降控制抗拔樁在地下構(gòu)筑物設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J];城市道橋與防洪;2003年05期
8 李{,
本文編號(hào):484404
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