豎向荷載作用下預(yù)制樁樁周粗糙度對(duì)側(cè)摩阻力影響研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-14 18:34
預(yù)制樁具有穩(wěn)定性好、成樁速度快、樁身質(zhì)量容易控制、承載能力高等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用。樁側(cè)阻力作為樁基豎向承載力的一個(gè)重要組成部分,影響其發(fā)揮的因素很多,其中樁-土接觸面是一個(gè)重要因素。目前樁基規(guī)范在計(jì)算樁基的承載力時(shí),對(duì)樁-土接觸面的影響沒有作相關(guān)規(guī)定,對(duì)于樁身粗糙度的描述也沒有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。本文針對(duì)當(dāng)前樁側(cè)摩阻力研究中存在的不足,進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究:(1)用物理力學(xué)的試驗(yàn)方法和粗糙度儀的方法對(duì)樁粗糙度分別進(jìn)行了量化研究;對(duì)兩者的量化結(jié)果進(jìn)行擬合,得出兩者對(duì)粗糙度的量化效果一致。(2)在砂土和黏土地層中分別進(jìn)行了6種不同樁身粗糙度的純摩擦樁和端承摩擦樁室內(nèi)模型試驗(yàn),得出了:增大樁身粗糙度能夠提高樁基的承載力;隨著粗糙度的增大砂土中的端阻占比會(huì)增大,而在黏土中側(cè)摩阻力的占比增大。(3)對(duì)室內(nèi)模型試驗(yàn)得出的極限承載力與樁身粗糙度量化的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得出:預(yù)制樁樁周粗糙度、樁周相對(duì)摩擦系數(shù)與樁基豎向極限承載力,通過模型試驗(yàn)結(jié)果可知不論砂土還是黏土地層中三者都具有很強(qiáng)的線性關(guān)系,說明能夠通過樁身粗糙度來預(yù)測(cè)樁基的極限承載力。(4)在模型樁上黏貼應(yīng)變片,能夠?qū)υ囼?yàn)過程中樁身的應(yīng)變數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,對(duì)數(shù)...
【文章來源】:東華理工大學(xué)江西省
【文章頁數(shù)】:106 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 單樁承載力和沉降的研究
1.2.2 樁側(cè)阻力研究
1.2.3 樁-土接觸面研究現(xiàn)狀
1.3 本文的主要研究內(nèi)容
1.3.1 本文的主要研究內(nèi)容
1.3.2 本文的創(chuàng)新
1.3.3 技術(shù)路線
2 預(yù)制樁側(cè)摩阻力傳遞理論
2.1 豎向荷載傳遞理論
2.1.1 荷載傳遞法
2.1.2 剪切位移法
2.1.3 彈性理論法
2.2 現(xiàn)行規(guī)范側(cè)摩阻力計(jì)算方法
2.3 樁-土接觸面基本理論
2.3.1 接觸面的力學(xué)描述
2.3.2 典型接觸單元
2.3.3 接觸面的本構(gòu)模型
2.4 影響預(yù)制樁側(cè)摩阻力發(fā)揮的因素
2.4.1 樁周土的性質(zhì)
2.4.2 樁-土界面的影響
2.4.3 樁-土相對(duì)位移
2.4.4 樁長徑比的影響
2.5 試驗(yàn)的基本假設(shè)及思路
2.5.1 試驗(yàn)的基本假設(shè)
2.5.2 試驗(yàn)思路
2.6 本章小結(jié)
3 樁周粗糙度的量化研究
3.1 概述
3.2 物理試驗(yàn)測(cè)量樁身表面粗糙度
3.2.1 試驗(yàn)原理
3.2.2 試驗(yàn)過程
3.2.3 試驗(yàn)結(jié)果分析
3.3 通過粗糙度儀測(cè)量樁身粗糙度
3.3.1 試驗(yàn)原理
3.3.2 試驗(yàn)過程
3.3.3 試驗(yàn)結(jié)果
3.4 粗糙度與相對(duì)摩擦系數(shù)的擬合
3.5 本章小結(jié)
4 模型試驗(yàn)設(shè)計(jì)與測(cè)試系統(tǒng)
4.1 試驗(yàn)?zāi)康?br> 4.2 模型試驗(yàn)設(shè)備及儀器介紹
4.2.1 模型箱
4.2.2 地基土材料
4.2.3 模型樁與樁身應(yīng)變?cè)?br> 4.2.4 模型樁的埋設(shè)
4.2.5 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
4.2.6 加載測(cè)試裝系統(tǒng)
4.3 試驗(yàn)過程
4.4 本章小結(jié)
5 不同粗糙度預(yù)制樁豎向承載力試驗(yàn)成果分析
5.1 概述
5.2 荷載沉降關(guān)系分析
5.2.1 砂土中荷載沉降關(guān)系分析
5.2.2 黏土中荷載沉降關(guān)系分析
5.2.3 砂土和黏土中荷載沉降曲線的差異
5.3 樁身軸力分布分析
5.3.1 砂土中樁身軸力分布
5.3.2 黏土中樁身軸力分布分析
5.4 樁身側(cè)摩阻力分布分析
5.4.1 砂土中樁身側(cè)摩阻力分布分析
5.4.2 黏土中樁身側(cè)摩阻力分布分析
5.5 樁身表面粗糙度與樁基極限承載力的關(guān)系
5.6 本章小結(jié)
6 粗糙度對(duì)單樁承載特性影響的有限差分?jǐn)?shù)值分析
6.1 FLAC3D簡(jiǎn)介
6.1.1 FLAC3D計(jì)算的原理及方法
6.1.2 FLAC3D分析過程
6.2 FLAC3D在樁基中的應(yīng)用
6.2.1 FLAC3D接觸面
6.2.2 樁-土接觸面參數(shù)的選取
6.2.3 后處理
6.3 FLAC3D單樁靜載荷模型的建立
6.3.1 樁土參數(shù)
6.3.2 接觸面的建立
6.3.3 試驗(yàn)?zāi)P偷慕?br> 6.4 模擬方案
6.5 數(shù)值模擬結(jié)果分析
6.5.1 數(shù)值模擬云圖分析
6.5.2 單樁荷載沉降曲線分析
6.5.3 樁身軸力分布分析
6.5.4 樁側(cè)摩阻力分布分析
6.5.5 樁側(cè)摩阻力強(qiáng)化弱化效應(yīng)的探討
6.6 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
7.1 本文的主要工作
7.2 本文的主要結(jié)論
7.3 展望與建議
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間主要研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]接觸面粗糙度對(duì)黏性土-混凝土界面剪切特性影響研究[J]. 王永洪,張明義,劉俊偉,白曉宇. 工業(yè)建筑. 2017(10)
[2]基于擾動(dòng)狀態(tài)概念的樁–土相互作用的新荷載漸進(jìn)性傳遞模型[J]. 黃明,張冰淇,陳福全,許德祥. 巖土力學(xué). 2017(S1)
[3]黏性土中樁-土界面受力機(jī)制室內(nèi)試驗(yàn)研究[J]. 張明義,白曉宇,高強(qiáng),王永洪,陳小鈺,劉俊偉. 巖土力學(xué). 2017(08)
[4]樁側(cè)截面形式對(duì)擴(kuò)底樁豎向抗壓特性影響分析[J]. 孔綱強(qiáng),顧紅偉,車平,任連偉,彭懷風(fēng). 巖土力學(xué). 2017(02)
[5]側(cè)阻軟化對(duì)摩擦樁承載特性的影響[J]. 張利鵬,周志軍,魏進(jìn),王端端. 鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2016(09)
[6]不同樁側(cè)粗糙度對(duì)樁-土接觸面力學(xué)特性的影響研究[J]. 蔣勁羽,方琴. 貴州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(04)
[7]基于統(tǒng)計(jì)損傷本構(gòu)模型的改進(jìn)樁-土接觸面模型研究[J]. 李賽,汪優(yōu),秦志浩,劉建華. 巖土力學(xué). 2016(07)
[8]靜壓樁樁-土界面滑動(dòng)摩擦機(jī)制研究[J]. 胡永強(qiáng),湯連生,李兆源. 巖土力學(xué). 2015(05)
[9]不同條件下樁側(cè)阻力端阻力性狀及側(cè)阻力分布概化與應(yīng)用[J]. 劉金礪,秋仁東,邱明兵,高文生. 巖土工程學(xué)報(bào). 2014(11)
[10]砂土中灌注樁側(cè)摩阻力的一個(gè)計(jì)算模型[J]. 金靈志,李明明,魯嘉,葉春高,趙春風(fēng). 地下空間與工程學(xué)報(bào). 2014(03)
博士論文
[1]考慮樁—土相對(duì)位移的樁基沉降計(jì)算及樁基時(shí)效性研究[D]. 王忠瑾.浙江大學(xué) 2013
[2]樁側(cè)摩阻力特性的研究[D]. 宋兵.華南理工大學(xué) 2010
[3]樁端土剛度對(duì)樁側(cè)阻力影響的試驗(yàn)研究及理論分析[D]. 席寧中.中國建筑科學(xué)研究院 2002
碩士論文
[1]基于荷載傳遞法的碎石土層單樁承載力研究[D]. 林方凱.重慶大學(xué) 2016
[2]考慮樁端與樁側(cè)阻力相互作用的超長樁承載力研究[D]. 高健.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2015
[3]基樁豎向變形機(jī)理及荷載傳遞模型研究[D]. 彭爭(zhēng)光.湖南大學(xué) 2004
本文編號(hào):3186126
【文章來源】:東華理工大學(xué)江西省
【文章頁數(shù)】:106 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 單樁承載力和沉降的研究
1.2.2 樁側(cè)阻力研究
1.2.3 樁-土接觸面研究現(xiàn)狀
1.3 本文的主要研究內(nèi)容
1.3.1 本文的主要研究內(nèi)容
1.3.2 本文的創(chuàng)新
1.3.3 技術(shù)路線
2 預(yù)制樁側(cè)摩阻力傳遞理論
2.1 豎向荷載傳遞理論
2.1.1 荷載傳遞法
2.1.2 剪切位移法
2.1.3 彈性理論法
2.2 現(xiàn)行規(guī)范側(cè)摩阻力計(jì)算方法
2.3 樁-土接觸面基本理論
2.3.1 接觸面的力學(xué)描述
2.3.2 典型接觸單元
2.3.3 接觸面的本構(gòu)模型
2.4 影響預(yù)制樁側(cè)摩阻力發(fā)揮的因素
2.4.1 樁周土的性質(zhì)
2.4.2 樁-土界面的影響
2.4.3 樁-土相對(duì)位移
2.4.4 樁長徑比的影響
2.5 試驗(yàn)的基本假設(shè)及思路
2.5.1 試驗(yàn)的基本假設(shè)
2.5.2 試驗(yàn)思路
2.6 本章小結(jié)
3 樁周粗糙度的量化研究
3.1 概述
3.2 物理試驗(yàn)測(cè)量樁身表面粗糙度
3.2.1 試驗(yàn)原理
3.2.2 試驗(yàn)過程
3.2.3 試驗(yàn)結(jié)果分析
3.3 通過粗糙度儀測(cè)量樁身粗糙度
3.3.1 試驗(yàn)原理
3.3.2 試驗(yàn)過程
3.3.3 試驗(yàn)結(jié)果
3.4 粗糙度與相對(duì)摩擦系數(shù)的擬合
3.5 本章小結(jié)
4 模型試驗(yàn)設(shè)計(jì)與測(cè)試系統(tǒng)
4.1 試驗(yàn)?zāi)康?br> 4.2 模型試驗(yàn)設(shè)備及儀器介紹
4.2.1 模型箱
4.2.2 地基土材料
4.2.3 模型樁與樁身應(yīng)變?cè)?br> 4.2.4 模型樁的埋設(shè)
4.2.5 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
4.2.6 加載測(cè)試裝系統(tǒng)
4.3 試驗(yàn)過程
4.4 本章小結(jié)
5 不同粗糙度預(yù)制樁豎向承載力試驗(yàn)成果分析
5.1 概述
5.2 荷載沉降關(guān)系分析
5.2.1 砂土中荷載沉降關(guān)系分析
5.2.2 黏土中荷載沉降關(guān)系分析
5.2.3 砂土和黏土中荷載沉降曲線的差異
5.3 樁身軸力分布分析
5.3.1 砂土中樁身軸力分布
5.3.2 黏土中樁身軸力分布分析
5.4 樁身側(cè)摩阻力分布分析
5.4.1 砂土中樁身側(cè)摩阻力分布分析
5.4.2 黏土中樁身側(cè)摩阻力分布分析
5.5 樁身表面粗糙度與樁基極限承載力的關(guān)系
5.6 本章小結(jié)
6 粗糙度對(duì)單樁承載特性影響的有限差分?jǐn)?shù)值分析
6.1 FLAC3D簡(jiǎn)介
6.1.1 FLAC3D計(jì)算的原理及方法
6.1.2 FLAC3D分析過程
6.2 FLAC3D在樁基中的應(yīng)用
6.2.1 FLAC3D接觸面
6.2.2 樁-土接觸面參數(shù)的選取
6.2.3 后處理
6.3 FLAC3D單樁靜載荷模型的建立
6.3.1 樁土參數(shù)
6.3.2 接觸面的建立
6.3.3 試驗(yàn)?zāi)P偷慕?br> 6.4 模擬方案
6.5 數(shù)值模擬結(jié)果分析
6.5.1 數(shù)值模擬云圖分析
6.5.2 單樁荷載沉降曲線分析
6.5.3 樁身軸力分布分析
6.5.4 樁側(cè)摩阻力分布分析
6.5.5 樁側(cè)摩阻力強(qiáng)化弱化效應(yīng)的探討
6.6 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
7.1 本文的主要工作
7.2 本文的主要結(jié)論
7.3 展望與建議
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間主要研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]接觸面粗糙度對(duì)黏性土-混凝土界面剪切特性影響研究[J]. 王永洪,張明義,劉俊偉,白曉宇. 工業(yè)建筑. 2017(10)
[2]基于擾動(dòng)狀態(tài)概念的樁–土相互作用的新荷載漸進(jìn)性傳遞模型[J]. 黃明,張冰淇,陳福全,許德祥. 巖土力學(xué). 2017(S1)
[3]黏性土中樁-土界面受力機(jī)制室內(nèi)試驗(yàn)研究[J]. 張明義,白曉宇,高強(qiáng),王永洪,陳小鈺,劉俊偉. 巖土力學(xué). 2017(08)
[4]樁側(cè)截面形式對(duì)擴(kuò)底樁豎向抗壓特性影響分析[J]. 孔綱強(qiáng),顧紅偉,車平,任連偉,彭懷風(fēng). 巖土力學(xué). 2017(02)
[5]側(cè)阻軟化對(duì)摩擦樁承載特性的影響[J]. 張利鵬,周志軍,魏進(jìn),王端端. 鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2016(09)
[6]不同樁側(cè)粗糙度對(duì)樁-土接觸面力學(xué)特性的影響研究[J]. 蔣勁羽,方琴. 貴州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(04)
[7]基于統(tǒng)計(jì)損傷本構(gòu)模型的改進(jìn)樁-土接觸面模型研究[J]. 李賽,汪優(yōu),秦志浩,劉建華. 巖土力學(xué). 2016(07)
[8]靜壓樁樁-土界面滑動(dòng)摩擦機(jī)制研究[J]. 胡永強(qiáng),湯連生,李兆源. 巖土力學(xué). 2015(05)
[9]不同條件下樁側(cè)阻力端阻力性狀及側(cè)阻力分布概化與應(yīng)用[J]. 劉金礪,秋仁東,邱明兵,高文生. 巖土工程學(xué)報(bào). 2014(11)
[10]砂土中灌注樁側(cè)摩阻力的一個(gè)計(jì)算模型[J]. 金靈志,李明明,魯嘉,葉春高,趙春風(fēng). 地下空間與工程學(xué)報(bào). 2014(03)
博士論文
[1]考慮樁—土相對(duì)位移的樁基沉降計(jì)算及樁基時(shí)效性研究[D]. 王忠瑾.浙江大學(xué) 2013
[2]樁側(cè)摩阻力特性的研究[D]. 宋兵.華南理工大學(xué) 2010
[3]樁端土剛度對(duì)樁側(cè)阻力影響的試驗(yàn)研究及理論分析[D]. 席寧中.中國建筑科學(xué)研究院 2002
碩士論文
[1]基于荷載傳遞法的碎石土層單樁承載力研究[D]. 林方凱.重慶大學(xué) 2016
[2]考慮樁端與樁側(cè)阻力相互作用的超長樁承載力研究[D]. 高健.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2015
[3]基樁豎向變形機(jī)理及荷載傳遞模型研究[D]. 彭爭(zhēng)光.湖南大學(xué) 2004
本文編號(hào):3186126
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