【摘要】：近年來(lái),隨著中國(guó)鐵路網(wǎng)的不斷加密、擴(kuò)大,越來(lái)越多的鐵路線路需要穿過(guò)人類活動(dòng)頻繁的區(qū)域,并且存在公路和鐵路相互交叉的線路,在鐵路橋梁樁基附近難免會(huì)存在建筑物和堆土靜載,以及車輛動(dòng)荷載,這些荷載的存在會(huì)對(duì)橋梁樁基產(chǎn)生不利影響,造成橋梁樁基的下沉和傾斜,嚴(yán)重時(shí),會(huì)影響上部線路的行車安全。所以開(kāi)展地表堆載對(duì)既有橋梁樁基受力特性的影響研究具有重要的現(xiàn)實(shí)工程意義。本文依托鄭徐(鄭州-徐州)高速鐵路一特大橋橋梁樁基側(cè)向堆載工程,通過(guò)建立樁土相互作用有限元模型,對(duì)樁基在側(cè)向堆載下的受力特性進(jìn)行分析,主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下:(1)分析了國(guó)內(nèi)外樁側(cè)荷載的研究現(xiàn)狀,提出了樁基礎(chǔ)研究中存在的問(wèn)題和難點(diǎn)。從理論上分析了樁基荷載傳遞機(jī)理、側(cè)阻力和端阻力的機(jī)理,為模型的建立提供了支持。(2)采用ABAQUS有限元軟件研究樁側(cè)堆載對(duì)樁基承載特性的影響,研究結(jié)果顯示:對(duì)于單樁,堆載降低了樁基承載力,樁前側(cè)、后側(cè)應(yīng)力在樁頂附近差別明顯,在樁深28米以下,樁前、后側(cè)應(yīng)力基本相等,樁前側(cè)負(fù)摩阻力大于后側(cè),樁頂附近的樁和周圍土體的沉降大于樁端。在地面上,樁周圍土體的沉降量大于樁頂,隨著埋深的增加,土體和樁的沉降趨于相同;對(duì)于群樁,荷載主要由角樁和邊樁承擔(dān),中心樁承擔(dān)的荷載最小,軸向力沿埋深減小速率:角樁邊樁中心樁。平行堆載的每個(gè)樁的側(cè)向摩阻力沿深度的分布是一致的。每個(gè)樁的豎向沉降基本相同,豎向沉降在樁頂部最大,沿深度逐漸減小。(3)采用控制變量法,研究不同堆載距離、堆載等級(jí)和堆載寬度對(duì)樁身軸力、樁側(cè)摩阻力和樁豎向沉降的影響。對(duì)于單樁,著重機(jī)理分析,分析在不同堆載距離、堆載等級(jí)和堆載寬度對(duì)單樁樁受力特性的影響;對(duì)于群樁,考慮群樁效應(yīng),分析在不同堆載距離、堆載高度和堆載寬度對(duì)各樁受力特性的影響。(4)分析了樁周土豎向沉降以及樁側(cè)中性點(diǎn)的空間分布規(guī)律,刻畫(huà)了中性面的空間分布。然后通過(guò)總結(jié)負(fù)摩阻力分布規(guī)律,簡(jiǎn)化了穩(wěn)態(tài)下負(fù)摩阻力的分布形式,采用梯形進(jìn)行擬合,推導(dǎo)出負(fù)摩阻力沿樁長(zhǎng)的梯形分布函數(shù),通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證梯形模型的合理性,結(jié)果表明采用梯形模型計(jì)算的下拉荷載與實(shí)測(cè)值的誤差在15%以內(nèi),說(shuō)明梯形模型的合理性。
【圖文】：

（4） 對(duì)于支撐于堅(jiān)硬巖石上的剛性樁，端阻力先于側(cè)摩阻力發(fā)揮；荷載傳遞過(guò)程可以表述為：將樁離散成若干微單元，并假設(shè)一點(diǎn)的摩阻力決定這一點(diǎn)的位移，則可以用獨(dú)立的彈簧來(lái)模擬樁土接觸面，，樁土荷載傳遞機(jī)理如圖2.1所示。圖2.1 樁土荷載傳遞機(jī)理

當(dāng)樁土相對(duì)位移達(dá)到最大，這時(shí)接觸面上的摩阻力也會(huì)達(dá)到最大值，稱為樁側(cè)極限摩阻力（Ultimate side resistance），同時(shí)把摩阻力為零的點(diǎn)定義為中性點(diǎn)。側(cè)摩阻力傳遞機(jī)理如圖2.2所示。圖2.2 側(cè)摩阻力示意圖2.2.2 樁側(cè)負(fù)摩阻力計(jì)算方法樁側(cè)負(fù)摩阻力的計(jì)算方法主要有以下幾種。（1） Terzaghi-Peck法Terzaghi和Peck提出的計(jì)算方法，計(jì)算公式n0qDnQ dz （2-8）式中：nQ -下拉荷載，kN;
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U441;U443.15

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5 彭R

本文編號(hào)：2673406