本文關鍵詞：堆載條件下軟弱土地基基樁負摩阻力分布特性研究

  更多相關文章： 基樁 負摩阻力 堆載 軟弱地基 模型試驗 數(shù)值模擬

【摘要】：近年來,隨著高速鐵路、高速公路高聳建筑物的迅速發(fā)展,樁基礎由于其承載力高、沉降小、穩(wěn)定性好等優(yōu)點,在工程中得到了廣泛地應用。而在實際工程中,一些特殊條件下出現(xiàn)的基樁負摩阻力會大大影響基樁的承載特性,如樁穿越較厚松散填土、自重濕陷性黃土、欠固結土等,或者樁周存在軟弱土層,鄰近樁側地面承受局部較大的長期荷載等。負摩阻力可能發(fā)生在施工過程、上部結構使用前或使用過程中。對于端承樁,負摩阻力有可能造成樁身強度破壞或樁端持力層破壞;對于摩擦樁,負摩阻力會引起附加下沉,使上部結構沉降加大或產生不均勻沉降。在軟弱土層中不同工況的加荷順序在大面積堆載條件下對基樁的影響尤為顯著,也十分有必要作進一步地研究。因此,本文采用室內模型試驗和有限元數(shù)值模擬的方法,對大面積堆載條件下(考慮不同工況的加荷順序)基樁負摩阻力的分布特性及中性點位置的分布進行了較為系統(tǒng)的討論和分析。(1)首先總結了基樁負摩阻力的國內外研究現(xiàn)狀,概括了基樁負摩阻力在理論研究、現(xiàn)場試驗、室內模型試驗以及數(shù)值模擬等方面的研究成果;在綜述基樁負摩阻力的基礎上,歸納總結了基樁負摩阻力的理論計算方法,介紹了中性點位置的確定辦法以及下拉荷載的計算方法等,提出了本文的主要研究內容。(2)設計了室內模型試驗方案,采用長為80cm、外徑為3cm、內徑為2.6cm的鋁管模擬模型樁。通過一系列土工試驗確定了地基土的基本力學參數(shù),考慮了兩種地基填土含水率(20%和25%)、兩種下臥層(粉質粘土和粗砂)以及三種加荷方式(僅堆載、先堆載后樁載和先樁載后堆載再樁載),將試驗工況分為12組,分別對基樁樁周土分層沉降、樁體沉降,中性點位置,樁身軸力、下拉荷載及樁側摩阻力等分布的變化規(guī)律進行了試驗研究。(3)通過模型試驗可得:僅堆載作用下的基樁負摩阻力最大,中性點位置分布最深,先堆載后樁載作用下的負摩阻力最小;當含水率相同時,粗砂下臥層的樁側負摩阻力區(qū)較大,中性點位置分布較深;當下臥層相同時,25%含水率的中性點位置稍深。通過對比分析樁-土相對位移和峰值軸力位置分別確定的中性點位置,本文提出了中性點位置的取值范圍,粉質粘土下臥層時為0.51-0.60l,粗砂下臥層時為0.60-0.74l。(4)基于Midas/GTS有限元軟件,依托某實際橋梁工程運營過程中地面堆載的情況,首先確定了單樁極限抗壓承載力。然后對三種加載方式(僅堆載、先堆載后樁載和先樁載后堆載再樁載)下的基樁樁體沉降、中性點位置、樁身軸力、樁側摩阻力等方面的變化規(guī)律進行了計算分析。數(shù)值分析結果得出:僅堆載作用下的中性點位置在0.53-0.63l處,這與模型試驗結果十分接近;加載次序對樁體沉降、樁身軸力和樁側摩阻力的分布影響較大。可得,先樁載后堆載再樁載作用下的基樁承載力較高。
【關鍵詞】：基樁 負摩阻力 堆載 軟弱地基 模型試驗 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU473.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-18
• 1.1 研究的背景及意義11
• 1.2 基樁負摩阻力的研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 理論研究12-13
• 1.2.2 現(xiàn)場試驗13-14
• 1.2.3 模型試驗14-15
• 1.2.4 數(shù)值模擬15-16
• 1.3 本文研究的內容16-18
• 2 基樁負摩阻力的計算方法18-25
• 2.1 概述18
• 2.2 基樁負摩阻力的特性18-19
• 2.3 基樁樁側摩阻力的計算方法19-23
• 2.4 下拉荷載的計算23-24
• 2.5 本章小結24-25
• 3 堆載條件下基樁負摩阻力的模型試驗25-34
• 3.1 概述25
• 3.1.1 模型試驗25
• 3.1.2 試驗目的25
• 3.2 模型試驗方案的制定25-30
• 3.2.1 模型箱的制作25-26
• 3.2.2 模型樁的制作26-27
• 3.2.3 土樣物理力學參數(shù)試驗27-28
• 3.2.4 加載方式28-29
• 3.2.5 數(shù)據(jù)測試29-30
• 3.3 試驗步驟30-33
• 3.3.1 試驗工況30-31
• 3.3.2 試驗步驟31
• 3.3.3 試驗過程31-33
• 3.4 試驗說明33
• 3.5 本章小結33-34
• 4 基樁負摩阻力模型試驗結果分析34-58
• 4.1 堆載條件下單樁變形及承載特性分析34-42
• 4.1.1 沉降分析34-38
• 4.1.2 樁身軸力分析38-39
• 4.1.3 樁側摩阻力分析39-42
• 4.2 先堆載后樁載作用下單樁變形及承載特性分析42-48
• 4.2.1 沉降分析42-45
• 4.2.2 樁身軸力分析45-47
• 4.2.3 樁身摩阻力分析47-48
• 4.3 先樁載后堆載再樁載作用下單樁變形及承載特性分析48-55
• 4.3.1 沉降分析48-52
• 4.3.2 樁身軸力分析52-54
• 4.3.3 樁身摩阻力分析54-55
• 4.4 對比分析55-57
• 4.5 本章小結57-58
• 5 堆載條件下基樁負摩阻力的有限元分析58-69
• 5.1 有限單元法與MIDAS/GTS軟件介紹58-60
• 5.1.1 有限單元法介紹58
• 5.1.2 MIDAS/GTS軟件介紹58-59
• 5.1.3 土體的本構方程59-60
• 5.2 基樁負摩阻力的有限元模型60-62
• 5.2.1 工程概況60
• 5.2.2 幾何模型的建立60-61
• 5.2.3 模型計算工況61-62
• 5.3 數(shù)值模擬計算結果分析62-68
• 5.3.1 單樁豎向抗壓極限承載力62
• 5.3.2 沉降分析62-64
• 5.3.3 樁身軸力分析64-66
• 5.3.4 樁身摩阻力分析66-68
• 5.4 本章小結68-69
• 6 結論及展望69-71
• 6.1 結論69-70
• 6.2 展望70-71
• 致謝71-72
• 參考文獻72-76
• 攻讀學位期間的研究成果76

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉樹洲;淺議樁的負摩阻力[J];山西建筑;2005年10期

2 李艷暉;;淺談負摩阻力[J];科技創(chuàng)新導報;2009年18期

3 劉鵬;;淺述樁的負摩阻力計算[J];公路交通科技(應用技術版);2010年07期

4 徐波;;軟土地基負摩阻力對橋梁樁基的影響和實用計算[J];鐵道建筑技術;2010年S2期

5 苗麗,王俊林,陳家模;樁基負摩阻力的試驗與研究[J];河南科學;2002年04期

6 夏力農,王星華;帶負摩阻力樁基的設計與檢測[J];巖土力學;2003年S2期

7 孫軍杰,王蘭民,黃雪峰;黃土地基濕陷時樁的負摩阻力最大值出現(xiàn)深度研究[J];防災減災工程學報;2003年04期

8 邱青云,張小敏;對樁的負摩阻力的研究[J];石家莊鐵路工程職業(yè)技術學院學報;2003年04期

9 陳興坤;基樁中負摩阻力的影響及其對策[J];巖土工程界;2004年05期

10 梁造賢;樁基負摩阻力計算及其影響因素分析[J];廣東土木與建筑;2004年10期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 莊寧;朱苦竹;闞二林;;樁基負摩阻力簡化計算模型研究[A];第19屆全國結構工程學術會議論文集（第Ⅱ冊）[C];2010年

2 徐先坤;劉偉濤;葉鐵鋒;;淺析樁基負摩阻力[A];第八屆全國工程地質大會論文集[C];2008年

3 李法仁;王旭磊;;樁基負摩阻力的產生機理及計算方法[A];土木建筑學術文庫(第15卷)[C];2011年

4 張詠梅;陳澤廣;史光金;;消除負摩阻力樁的設計與試驗研究[A];中國土木工程學會土力學及基礎工程學會地基處理學術委員會第三屆地基處理學術討論會論文集[C];1992年

5 肖宏;;樁基負摩阻力綜述[A];第九屆全國巖石力學與工程學術大會論文集[C];2006年

6 袁燈平;;軟基樁側負摩阻力彈塑性分析及幾個關鍵問題[A];上海市巖土工程檢測中心論文集（1995—2005）[C];1995年

7 扁玉明;曹麗蓉;吳如軍;;樁基負摩阻力引起基礎不均勻下沉的問題處理[A];中國老教授協(xié)會土木建筑（含建筑物改造與病害處理）專業(yè)委員會全國第九屆建筑物改造與病害處理學術研討會論文集[C];2011年

8 朱彥鵬;趙天時;陳長流;;樁基負摩阻力沿樁長變化的試驗研究[A];《巖土力學》vol.34 增刊1 2013[C];2013年

9 陳企奮;吳中岳;劉榮毅;李成巍;;龍穴造船基地建筑樁基負摩阻力研究[A];第三屆全國建筑結構技術交流會論文集[C];2011年

10 胥為捷;;軟土地基樁基負摩阻力簡化計算方法[A];中國土木工程學會港口工程分會第七屆港口工程技術交流會論文集[C];2011年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 張曉健;現(xiàn)澆混凝土薄壁管樁負摩阻力特性試驗研究與分析[D];河海大學;2006年

2 夏力農;樁基負摩阻力特性的理論與試驗研究[D];中南大學;2007年

3 陳長流;考慮濕陷的大厚度黃土地區(qū)樁基負摩阻力特性研究[D];蘭州理工大學;2014年

4 文華;濕陷性黃土地基中矩形閉合型地下連續(xù)墻橋梁基礎負摩阻力作用機理研究[D];西南交通大學;2008年

5 董曉明;基于黃土非均勻濕陷變形的橋梁群樁基礎承載特性研究[D];長安大學;2013年

6 孔綱強;群樁負摩阻力特性研究[D];大連理工大學;2009年

7 孫軍杰;黃土場地震陷與樁基負摩阻力現(xiàn)場試驗研究[D];蘭州大學;2010年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 周奎;濕陷性黃土中樁基負摩阻力及其影響因素研究[D];長安大學;2015年

2 周松林;加塑料套筒樁負摩阻力特性的理論與試驗研究[D];湘潭大學;2015年

3 黃俊文;基樁負摩阻力減阻器的設計與摩阻力特性研究[D];湘潭大學;2015年

4 鄧會元;大面積堆載下橋梁樁基負摩阻力試驗與數(shù)值分析[D];東南大學;2015年

5 劉辰麟;濕陷性黃土場地擠土成孔樁負摩阻力的研究[D];蘭州大學;2016年

6 賀威;新近填土中樁側摩阻力的模型試驗研究[D];西南交通大學;2016年

7 高志堯;土體壓縮性、成樁方式及約束條件對群樁負摩阻力影響的試驗研究[D];深圳大學;2016年

8 鐘睿;負摩阻力以及樁底沉渣對旋挖樁性能的影響研究[D];重慶大學;2016年

9 李臨慶;堆載作用下樁基負摩阻力特性分析與控制研究[D];河南大學;2016年

10 段杰;水位升降對樁土特性及負摩阻力影響研究[D];長沙理工大學;2015年

，

本文編號：703292