凍融循環(huán)及溫度變化下凍土力學(xué)特性對(duì)樁基承載力影響研究
本文選題:凍融循環(huán) + 溫度; 參考:《西安科技大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:隨著全球氣候變暖,加快了多年凍土退化速率,凍土力學(xué)特性對(duì)樁基承載力的影響日益顯著。目前在凍土區(qū)樁基設(shè)計(jì)中,考慮凍融循環(huán)及溫度的影響下凍土力學(xué)參數(shù)對(duì)樁基承載力的影響尚未形成定論。針對(duì)季節(jié)融凍層“冬凍夏融”,下部多年凍土地溫升高將引起凍土力學(xué)特性發(fā)生顯著變化的問題,論文選取高溫凍土區(qū)粉質(zhì)粘土,開展室內(nèi)土工試驗(yàn),分析凍融循環(huán)作用及溫度對(duì)凍土力學(xué)特性的影響,并以查拉坪大橋樁基工程為背景,結(jié)合ABAQUS軟件,利用數(shù)值分析方法研究?jī)鋈谘h(huán)及溫度對(duì)樁基承載力的影響規(guī)律,具體工作內(nèi)容如下:針對(duì)凍融循環(huán)作用將引起土體力學(xué)特性變化的問題,對(duì)重塑土體分別進(jìn)行0、1、3、5、7、10、20次凍融循環(huán),對(duì)凍融后的土樣進(jìn)行快速剪切試驗(yàn),研究?jī)鋈谘h(huán)次數(shù)對(duì)抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的影響。結(jié)果表明:隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增多,土體粘聚力非線性降低,內(nèi)摩擦角輕微提高,歷經(jīng)7次凍融后土體粘聚力和內(nèi)摩擦角基本保持不變;通過分析凍融循環(huán)前后抗剪強(qiáng)度指標(biāo)劣化系數(shù),基于莫爾-庫倫定律建立與凍融循環(huán)次數(shù)相關(guān)的土體強(qiáng)度參數(shù)劣化模型,為后續(xù)數(shù)值分析提供土工參數(shù)。針對(duì)溫度變化引起高溫凍土區(qū)凍土抗剪強(qiáng)度發(fā)生顯著變化的問題,對(duì)溫度處于-4℃、-3℃、-2℃、-1.5℃、-1℃、-0.3℃和0℃的重塑土樣進(jìn)行直剪試驗(yàn),研究溫度對(duì)重塑土樣強(qiáng)度參數(shù)的影響規(guī)律。分析得出:土體的粘聚力c和內(nèi)摩擦角?隨溫度的降低而增大,溫度對(duì)內(nèi)摩擦角的影響遠(yuǎn)小于對(duì)粘聚力的影響;當(dāng)溫度從-0.3℃降低至-1℃時(shí),土體含冰量的增加以及土體結(jié)構(gòu)性的改變導(dǎo)致土體粘聚力增加50.1%。以查拉坪大橋樁基為背景,基于室內(nèi)試驗(yàn)所得抗剪強(qiáng)度參數(shù),運(yùn)用ABAQUS軟件,分析凍融循環(huán)次數(shù)和凍土溫度對(duì)樁基承載力的影響。隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加,樁側(cè)凍結(jié)力沿樁體深度方向先增加后減下,在樁身12m處達(dá)到最大值,單樁極限承載力逐漸減小,7次凍融循環(huán)后穩(wěn)定在8800kN左右;隨著地層溫度的升高,樁側(cè)凍結(jié)力和單樁極限承載力均急劇降低,其中當(dāng)溫度從-1℃升高至-0.3℃時(shí),單樁極限承載力降低32.26%。
[Abstract]:The influence of freeze - thaw cycle and temperature on pile - foundation bearing capacity is studied . The influence of freeze - thaw cycle and temperature on pile foundation bearing capacity is studied .
【學(xué)位授予單位】:西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號(hào)】:TU473.1;TU445
【參考文獻(xiàn)】
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,本文編號(hào):1876946
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