深厚軟土地基樁筏基礎(chǔ)承載特性模型試驗研究
發(fā)布時間:2021-03-20 17:59
樁筏基礎(chǔ)是軟土地基中常見的基礎(chǔ)形式,其可以有效提高基礎(chǔ)的承載能力和降低基礎(chǔ)的差異沉降,并且能夠大幅改善軟土地基承載能力不足的缺點。國內(nèi)外對于樁筏基礎(chǔ)已有大量研究,但針對內(nèi)陸深厚軟土地區(qū)中樁筏基礎(chǔ)的承載特性研究還有待完善,同時針對樁筏基礎(chǔ)不同筏板厚度及布樁形式下的工作特性也需進一步研究。本文在前人已有的研究下,通過物理模型試驗和ABAQUS數(shù)值模擬研究相結(jié)合的方法,研究了不同工況下內(nèi)陸深厚軟土地基樁筏基礎(chǔ)的承載變形特征,得到了一些具有實際價值的研究成果,能對實際工程設(shè)計提供參考,主要的研究內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)進行幾何相似比為1:10的物理模型試驗研究,在試驗中對基礎(chǔ)的沉降、土壓力、筏板內(nèi)力及樁頂反力等數(shù)據(jù)進行了采集。試驗結(jié)果表明:(1)樁筏基礎(chǔ)的沉降分為三個階段:線性階段、非線性階段和破壞階段;(2)加大筏板厚度對于筏板相對剛度具有較大影響,筏板相對剛度處于剛性狀態(tài)時加大筏板厚度能有效降低總體沉降并減少差異沉降,內(nèi)強外弱布樁形式會增加總體沉降但是會減小差異沉降,外強內(nèi)弱布樁形式會略微降低總體沉降但是會增大差異沉降;(3)加大筏板厚度后,筏板和板下土體更多地承擔(dān)了荷載;(4)板下地基反力...
【文章來源】:西華大學(xué)四川省
【文章頁數(shù)】:92 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
筏板模型
深厚軟土地基樁筏基礎(chǔ)承載特性模型試驗研究102.1.2模型基本參數(shù)在參考國內(nèi)外相關(guān)模型試驗設(shè)備的基礎(chǔ)上,模型樁和筏板分別選用有機玻璃棒和有機玻璃板進行制作[17],樁筏基礎(chǔ)的外形尺寸為50cm×50cm,筏板厚度根據(jù)工況不同分別為2cm、3cm及4cm,樁徑為2cm,樁間距為6d即12cm,樁長根據(jù)工況不同分為長樁和短樁兩種:長樁的樁長為60cm,短樁的樁長為40cm。在筏板底部的相應(yīng)位置開1cm深的圓孔,用環(huán)氧樹脂膠形成樁頭與筏板的固定連結(jié),黏結(jié)以后放置24小時以確保樁頭與筏板的穩(wěn)定連接。為了使模型基礎(chǔ)與土接觸面有一定的粗糙程度,在筏板的下表面及樁的表面用環(huán)氧樹脂膠黏一層很薄的細砂。用于模擬樁筏基礎(chǔ)的有機玻璃板和有機玻璃棒如圖2.1和圖2.2所示。圖2.1筏板模型圖2.2基樁模型Fig2.1RaftmodelFig2.2Pilefoundationmodel2.1.3試驗裝置及工況布置模型試驗場地位于西華大學(xué)巖土試驗中心,在露天自制的一基坑中進行,基坑內(nèi)壁尺寸為1.5m×1.5m×1.5m,在試驗前使用土工布和防水密封膜進行鋪設(shè)并在連接處使用密封膠密封處理,目的在于減小內(nèi)壁的摩阻力以及減小邊界對土體變形的影響。如圖2.3所示。
西華大學(xué)碩士學(xué)位論文11圖2.3試驗基坑Fig2.3Pilefoundationmodel試驗用模型土取自成都市郫都區(qū)某地的淤泥質(zhì)黏土。土體整體呈現(xiàn)為灰色,為含水率大、有機質(zhì)含量高的典型沼澤相沉淀軟土。在試驗進行之前,先進行持力層的填筑,將搗碎過后的黃黏土中摻入事先調(diào)配合適的外摻劑,在攪拌均勻后倒入試驗基坑內(nèi)并用夯錘進行夯實鋪平工作,在填筑完畢后用密封膜鋪在表面以使持力層自行固結(jié),之后對土體表面進行拉毛處理以形成一個獨立的土層。在持力層填筑完畢后進行軟土層的填筑,為盡量保證土體的性質(zhì)不改變,軟土從取土地用汽車取回后在經(jīng)過5mm篩網(wǎng)過濾后直接進行回填,分層填筑到設(shè)計深度時埋設(shè)相應(yīng)的測試裝置,在填筑完成后靜置一段時間讓土體穩(wěn)定,在試驗土體回填完畢后對土體進行真空預(yù)壓處理以降低含水率,如圖2.4所示。在處理過后取試驗土體進行土工試驗,測定試驗用土體常規(guī)物理參數(shù),測定過后的具體物理參數(shù)見表2.2.。在樁筏基礎(chǔ)模型制作中,首先對于基礎(chǔ)位置進行測量放線確定位置,再按照設(shè)計尺寸挖出樁孔并放置樁筏基礎(chǔ)模型。由于本次模型試驗中筏板尺寸較小,基坑四周離樁體的最小距離也大于筏板的邊長,并且基坑底部離樁底距離也有一倍樁長以上,所以可忽略基坑邊界對試驗結(jié)果的影響。表2.2地基土參數(shù)Tab2.2Parametersoffoundationsoil土層名稱層高h/(cm)容重γ/(kN·m3)含水率w/(%)黏聚力c/(kPa)內(nèi)摩擦角φ/(°)軟土層12020.234.515.118.8持力層1022.62.3140.336.7
【參考文獻】:
期刊論文
[1]復(fù)雜環(huán)境中大規(guī)模樁筏基礎(chǔ)的優(yōu)化設(shè)計方法研究[J]. 謝蕓菲,遲世春,周雄雄. 巖土力學(xué). 2019(S1)
[2]黃土挖填方場地中樁筏基礎(chǔ)受力變形狀態(tài)研究[J]. 段旭,董琪,門玉明,葉萬軍,李秉書. 西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(03)
[3]BIM技術(shù)在超高層住宅穿插流水施工中的應(yīng)用[J]. 馮為民,胡靖軒. 施工技術(shù). 2016(06)
[4]BIM與機器人全站儀在場地地下管線施工中的綜合應(yīng)用[J]. 張亮. 施工技術(shù). 2016(06)
[5]樁筏基礎(chǔ)承載過程的安全度分析[J]. 蔣剛,江寶,李雄威,王彬彬,王旭東. 土木工程學(xué)報. 2015(S2)
[6]運用BIM技術(shù)實現(xiàn)流水施工組織與模擬的探索[J]. 周建亮,李亞迪,侯宇. 施工技術(shù). 2014(S2)
[7]預(yù)加固高填方邊坡滑動破壞的離心模型試驗研究[J]. 李天斌,田曉麗,韓文喜,任洋,何勇,魏永幸. 巖土力學(xué). 2013(11)
[8]建筑信息模型(BIM)在復(fù)雜地形項目中的前期應(yīng)用初探——以大連專用車產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新基地項目為例[J]. 張磊. 建筑技藝. 2013(01)
[9]BIM技術(shù)在工程中的綜合應(yīng)用[J]. 任錦龍,毛路,榮慕寧. 建筑技術(shù). 2012(11)
[10]樁筏基礎(chǔ)–土動力相互作用的離心機模型試驗研究[J]. 馬亢,裴建良. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2011(07)
博士論文
[1]基于BIM的建筑工程設(shè)計優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究[D]. 趙欽.西安建筑科技大學(xué) 2013
[2]膨脹性非飽和土的水力—力學(xué)性質(zhì)及其彈塑性本構(gòu)模型[D]. 孫文靜.上海大學(xué) 2009
碩士論文
[1]高層建筑框架剪力墻結(jié)構(gòu)—樁筏基礎(chǔ)—地基共同作用有限元分析[D]. 李錦龍.蘭州交通大學(xué) 2012
[2]豎向及水平荷載作用下不同構(gòu)造形式樁筏基礎(chǔ)有限元分析[D]. 王麗.天津大學(xué) 2006
[3]上部結(jié)構(gòu)—筏板基礎(chǔ)—地基共同作用有限元分析[D]. 武瑩.長安大學(xué) 2004
[4]樁—土—承臺非線性共同作用模型試驗與數(shù)值分析[D]. 何立明.南京工業(yè)大學(xué) 2004
本文編號:3091420
【文章來源】:西華大學(xué)四川省
【文章頁數(shù)】:92 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
筏板模型
深厚軟土地基樁筏基礎(chǔ)承載特性模型試驗研究102.1.2模型基本參數(shù)在參考國內(nèi)外相關(guān)模型試驗設(shè)備的基礎(chǔ)上,模型樁和筏板分別選用有機玻璃棒和有機玻璃板進行制作[17],樁筏基礎(chǔ)的外形尺寸為50cm×50cm,筏板厚度根據(jù)工況不同分別為2cm、3cm及4cm,樁徑為2cm,樁間距為6d即12cm,樁長根據(jù)工況不同分為長樁和短樁兩種:長樁的樁長為60cm,短樁的樁長為40cm。在筏板底部的相應(yīng)位置開1cm深的圓孔,用環(huán)氧樹脂膠形成樁頭與筏板的固定連結(jié),黏結(jié)以后放置24小時以確保樁頭與筏板的穩(wěn)定連接。為了使模型基礎(chǔ)與土接觸面有一定的粗糙程度,在筏板的下表面及樁的表面用環(huán)氧樹脂膠黏一層很薄的細砂。用于模擬樁筏基礎(chǔ)的有機玻璃板和有機玻璃棒如圖2.1和圖2.2所示。圖2.1筏板模型圖2.2基樁模型Fig2.1RaftmodelFig2.2Pilefoundationmodel2.1.3試驗裝置及工況布置模型試驗場地位于西華大學(xué)巖土試驗中心,在露天自制的一基坑中進行,基坑內(nèi)壁尺寸為1.5m×1.5m×1.5m,在試驗前使用土工布和防水密封膜進行鋪設(shè)并在連接處使用密封膠密封處理,目的在于減小內(nèi)壁的摩阻力以及減小邊界對土體變形的影響。如圖2.3所示。
西華大學(xué)碩士學(xué)位論文11圖2.3試驗基坑Fig2.3Pilefoundationmodel試驗用模型土取自成都市郫都區(qū)某地的淤泥質(zhì)黏土。土體整體呈現(xiàn)為灰色,為含水率大、有機質(zhì)含量高的典型沼澤相沉淀軟土。在試驗進行之前,先進行持力層的填筑,將搗碎過后的黃黏土中摻入事先調(diào)配合適的外摻劑,在攪拌均勻后倒入試驗基坑內(nèi)并用夯錘進行夯實鋪平工作,在填筑完畢后用密封膜鋪在表面以使持力層自行固結(jié),之后對土體表面進行拉毛處理以形成一個獨立的土層。在持力層填筑完畢后進行軟土層的填筑,為盡量保證土體的性質(zhì)不改變,軟土從取土地用汽車取回后在經(jīng)過5mm篩網(wǎng)過濾后直接進行回填,分層填筑到設(shè)計深度時埋設(shè)相應(yīng)的測試裝置,在填筑完成后靜置一段時間讓土體穩(wěn)定,在試驗土體回填完畢后對土體進行真空預(yù)壓處理以降低含水率,如圖2.4所示。在處理過后取試驗土體進行土工試驗,測定試驗用土體常規(guī)物理參數(shù),測定過后的具體物理參數(shù)見表2.2.。在樁筏基礎(chǔ)模型制作中,首先對于基礎(chǔ)位置進行測量放線確定位置,再按照設(shè)計尺寸挖出樁孔并放置樁筏基礎(chǔ)模型。由于本次模型試驗中筏板尺寸較小,基坑四周離樁體的最小距離也大于筏板的邊長,并且基坑底部離樁底距離也有一倍樁長以上,所以可忽略基坑邊界對試驗結(jié)果的影響。表2.2地基土參數(shù)Tab2.2Parametersoffoundationsoil土層名稱層高h/(cm)容重γ/(kN·m3)含水率w/(%)黏聚力c/(kPa)內(nèi)摩擦角φ/(°)軟土層12020.234.515.118.8持力層1022.62.3140.336.7
【參考文獻】:
期刊論文
[1]復(fù)雜環(huán)境中大規(guī)模樁筏基礎(chǔ)的優(yōu)化設(shè)計方法研究[J]. 謝蕓菲,遲世春,周雄雄. 巖土力學(xué). 2019(S1)
[2]黃土挖填方場地中樁筏基礎(chǔ)受力變形狀態(tài)研究[J]. 段旭,董琪,門玉明,葉萬軍,李秉書. 西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(03)
[3]BIM技術(shù)在超高層住宅穿插流水施工中的應(yīng)用[J]. 馮為民,胡靖軒. 施工技術(shù). 2016(06)
[4]BIM與機器人全站儀在場地地下管線施工中的綜合應(yīng)用[J]. 張亮. 施工技術(shù). 2016(06)
[5]樁筏基礎(chǔ)承載過程的安全度分析[J]. 蔣剛,江寶,李雄威,王彬彬,王旭東. 土木工程學(xué)報. 2015(S2)
[6]運用BIM技術(shù)實現(xiàn)流水施工組織與模擬的探索[J]. 周建亮,李亞迪,侯宇. 施工技術(shù). 2014(S2)
[7]預(yù)加固高填方邊坡滑動破壞的離心模型試驗研究[J]. 李天斌,田曉麗,韓文喜,任洋,何勇,魏永幸. 巖土力學(xué). 2013(11)
[8]建筑信息模型(BIM)在復(fù)雜地形項目中的前期應(yīng)用初探——以大連專用車產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新基地項目為例[J]. 張磊. 建筑技藝. 2013(01)
[9]BIM技術(shù)在工程中的綜合應(yīng)用[J]. 任錦龍,毛路,榮慕寧. 建筑技術(shù). 2012(11)
[10]樁筏基礎(chǔ)–土動力相互作用的離心機模型試驗研究[J]. 馬亢,裴建良. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2011(07)
博士論文
[1]基于BIM的建筑工程設(shè)計優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究[D]. 趙欽.西安建筑科技大學(xué) 2013
[2]膨脹性非飽和土的水力—力學(xué)性質(zhì)及其彈塑性本構(gòu)模型[D]. 孫文靜.上海大學(xué) 2009
碩士論文
[1]高層建筑框架剪力墻結(jié)構(gòu)—樁筏基礎(chǔ)—地基共同作用有限元分析[D]. 李錦龍.蘭州交通大學(xué) 2012
[2]豎向及水平荷載作用下不同構(gòu)造形式樁筏基礎(chǔ)有限元分析[D]. 王麗.天津大學(xué) 2006
[3]上部結(jié)構(gòu)—筏板基礎(chǔ)—地基共同作用有限元分析[D]. 武瑩.長安大學(xué) 2004
[4]樁—土—承臺非線性共同作用模型試驗與數(shù)值分析[D]. 何立明.南京工業(yè)大學(xué) 2004
本文編號:3091420
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