【摘要】：近年來,隨著我國近海資源的大力開發(fā),跨海大橋及海上風(fēng)力發(fā)電塔、海上鉆井平臺等工程不斷涌現(xiàn),而樁基礎(chǔ)由于具有較高的承載力、沉降變形小及施工便捷等諸多優(yōu)點(diǎn),在此類工程中得到了廣泛應(yīng)用。但由于這類工程所處的特殊環(huán)境,其上部結(jié)構(gòu)時常受到諸如波浪、風(fēng)、輪船撞擊以及上部結(jié)構(gòu)施工等產(chǎn)生的水平荷載作用,且這些水平荷載往往以偏心力的形式作用于樁基礎(chǔ),導(dǎo)致其樁基礎(chǔ)除了受到豎向力、水平力及彎矩的作用外,還承受著可能致使基樁破壞的扭矩荷載作用。為此,本文基于已有研究成果并結(jié)合國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(NO:51578231;NO:51378197),針對雙層地基中受扭單樁承載變形機(jī)理進(jìn)行了理論分析和數(shù)值仿真模擬研究,主要工作如下:首先,假定各層地基土的剪切模量沿深度呈非線性變化(冪函數(shù)分布),同時認(rèn)為樁周土體中的塑性區(qū)隨扭矩增加由地表沿深度逐步開展,并考慮樁-土接觸面上的極限摩阻力隨深度亦呈冪函數(shù)形式的非線性變化,由此建立出樁頂作用扭矩荷載時的樁身扭轉(zhuǎn)控制方程,進(jìn)而導(dǎo)得求解樁頂及樁身的扭矩與扭轉(zhuǎn)角等理論計算公式。在此基礎(chǔ)上,采用MATLAB編制了相應(yīng)的計算程序,據(jù)此完成了參數(shù)分析,獲得了樁體剪切模量、樁徑、土體參數(shù)等對樁頂受扭響應(yīng)的影響規(guī)律。其次,基于ABAQUS有限元軟件平臺,建立了“上硬下軟”雙層粘性土地基中單樁受扭的3D數(shù)值分析模型,通過將模型的計算結(jié)果與已有研究成果進(jìn)行對比分析,驗(yàn)證了所建模型的可靠性,進(jìn)而討論了上下層土體強(qiáng)度比、上層土體相對厚度、樁身長徑比以及樁底粗糙程度等因素對置于“上硬下軟”雙層粘土地基中的單樁受扭響應(yīng)的影響規(guī)律。最后,基于數(shù)值分析結(jié)果,進(jìn)一步分析了樁身受扭后樁周土體中的應(yīng)力分布情況,并探討了單樁的受扭破壞機(jī)理,進(jìn)而通過數(shù)據(jù)擬合得到了樁頂極限扭轉(zhuǎn)角的簡化計算公式,可供工程設(shè)計參考。
【圖文】：

跨海大橋樁基礎(chǔ)

海上風(fēng)力發(fā)電塔樁基礎(chǔ)
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU473.1

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本文編號：2633123