筒型基礎(chǔ)是一種常見的海洋工程基礎(chǔ)形式,多數(shù)筒型基礎(chǔ)采用負壓下沉安裝,合理的負壓能在保證地基穩(wěn)定的前提下大幅度減少筒體下沉阻力,并實現(xiàn)沉放到位。而筒體下沉預估負壓計算方法采用的是靜力觸探實測數(shù)據(jù),靜力觸探測定為靜壓下沉過程中的土體阻力特性參數(shù),因此筒型基礎(chǔ)靜壓下沉試驗研究可為負壓下沉阻力估算提供相關(guān)參數(shù)。本文依據(jù)前人對筒型基礎(chǔ)負壓及靜壓沉貫已有的研究成果,采用模型試驗、離散元數(shù)值模擬及理論分析相結(jié)合的方法,研究筒體靜壓沉貫過程中的土體位移場和土壓力變化等受力特性,獲得了筒型基礎(chǔ)在靜壓沉貫過程中的貫入阻力、土壓力變化、土塞的發(fā)展變化等規(guī)律。論文主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)開展了不同口徑筒型基礎(chǔ)在砂土中的靜壓沉貫模型試驗,監(jiān)測了筒內(nèi)土塞發(fā)展過程、土體位移場及筒體內(nèi)外應(yīng)力等。通過土體位移場的變化規(guī)律證實了筒內(nèi)土拱效應(yīng)的存在,而筒內(nèi)土體應(yīng)力狀態(tài)的變化則驗證了土拱效應(yīng)對筒內(nèi)土塞發(fā)展規(guī)律的影響;筒內(nèi)存在土拱效應(yīng)和土塞現(xiàn)象解釋了沉貫阻力增大的原因。(2)針對沉貫過程中土體大變形的特點,采用離散元方法建立筒型基礎(chǔ)靜壓沉貫模型,實現(xiàn)了筒型基礎(chǔ)在砂土地基中沉貫全過程動態(tài)模擬;分析了沉貫過程中的土體位移及力鏈的變化特征,并以土體顆粒變位和力鏈變化為特征研究了土拱效應(yīng)的細觀形成機理。(3)以靜定三鉸拱在均布荷載作用下的受力機理為理論基礎(chǔ),提出符合靜定三鉸拱的土拱受力模式,在均布荷載作用下拱軸線呈拋物線型,土拱為軸對稱狀態(tài)的空間結(jié)構(gòu),根據(jù)計算力學理論將其簡化為平面土拱進行分析,建立了考慮土拱效應(yīng)的沉貫阻力、筒內(nèi)壁土壓力計算方法�？傊�,本文針對筒形基礎(chǔ)在砂土中靜壓沉貫過程土體的位移特征,研究筒體端部土拱效應(yīng)對貫入阻力的影響,建立了考慮土拱效應(yīng)的沉貫阻力、筒內(nèi)壁土壓力的計算方法;并將不同口徑筒體貫入過程中土塞效應(yīng)、筒-土摩阻力與沉貫阻力的理論計算結(jié)果并與靜壓下沉試驗數(shù)據(jù)進行了對比分析,證明了該方法的合理性,可為筒型基礎(chǔ)沉貫阻力的合理預判提供參考。
【學位單位】：揚州大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TU476
【部分圖文】：

Ｐａｉｋｏｗｓｋｙ完整的描述了樁基礎(chǔ)中土塞的增長變化過程，在初始階段粧體的下沉深度??與土體的貫入深度相同，隨粧體貫入深度的增加，樁與土體的摩阻增大導致土塞高度小于??樁體入土度，當發(fā)生完全閉塞時土塞的高度保持恒定，如圖１－１所示土塞增長變化示意圖。??１?土塞?１?ｊ??筒體?土??▲?—Ｉ??Ｑ??二?Ｑ?Ｊ??１??，?。丨??５?？?！??圖１－１不完全閉塞土塞長度增長變化示意圖??國振、王立忠等％進行室內(nèi)小尺度模型錨沉貫試驗時，發(fā)現(xiàn)不同的壓貫深度初始泥面??下降情況不同；在吸力沉貫過程中，初始階段不同壓貫深度的土塞發(fā)展趨勢差別不大，當??土塞加速隆起后，壓貫越深土塞發(fā)展越迅速。楊旭、陳飛等＃采用顯式的任意拉格朗曰－歐??拉（ＡＬＥ）方法，針對土體大變形和接觸非線性等問題，建立實現(xiàn)筒型基礎(chǔ)動態(tài)、連續(xù)沉??貫過程的有限元模型，模擬靜壓下沉過程中筒壁內(nèi)外側(cè)擠土效應(yīng)的差異情況，并提出了考??慮擠土效應(yīng)的筒型基礎(chǔ)沉貫阻力計算公式。??閆澍旺、林澍等＞?通過采用位移控制法和力控制法兩種下沉方式，對筒型基礎(chǔ)室內(nèi)液??壓下沉進行試驗

土與結(jié)構(gòu)物的應(yīng)力位移曲線。??＇?如圖２－２所示土與鋼材料接觸時在初始階段，抗剪切能力相差不大，隨著法向應(yīng)力的??增大二者之間的差別逐漸顯現(xiàn)，在法向應(yīng)力４００ｋＰａ時砂土－鋼抗剪強度是土體內(nèi)部抗剪強??度的０．５倍。．??３００?－??？砂土??２５０?－?〇?砂土?鋼??｜?２００?－??瞍?１５０?－??５０?－???Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ???０?１００?２００?３００?４００??法向應(yīng)力／ｋＰａ??圖２－２抗剪強度包線??從圖２－３知土體內(nèi)部剪切破壞時，應(yīng)力位移曲線發(fā)展趨于平緩，砂土？鋼接觸剪切破??時出現(xiàn)明顯的軟化現(xiàn)象，隨著法向應(yīng)力的增大，軟化系數(shù)（殘余強度／峰值強度）成增大趨??勢，軟化現(xiàn)象逐漸減弱，這既印證了夏紅春等Ｉ４４】學者的結(jié)論又與胡黎明等［４５】學者的試驗結(jié)??果規(guī)律類似，得到軟化的剪切應(yīng)力位移曲線�？芍S法向應(yīng)力的增大，殘余應(yīng)力增大，殘??余摩擦系數(shù)增大。本文的試驗結(jié)果如表２－１所示。??

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【參考文獻】

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1 趙志國;王炳龍;韓高孝;唐斌;梁杰;;基于非圓顆粒Trapdoor試驗模擬土拱效應(yīng)[J];華東交通大學學報;2015年04期

2 黃生根;馮英濤;徐學連;吳文兵;;考慮土塞效應(yīng)時開口管樁的擠土效應(yīng)分析[J];沈陽工業(yè)大學學報;2015年05期

3 胡永強;湯連生;李兆源;;靜壓樁樁-土界面滑動摩擦機制研究[J];巖土力學;2015年05期

4 陳飛;練繼建;馬煜祥;張杰;卜同勝;;粉砂中筒型基礎(chǔ)沉貫過程筒–土作用機理試驗研究[J];巖土工程學報;2015年04期

5 楊旭;陳飛;練繼建;王海軍;;考慮擠土效應(yīng)的筒型基礎(chǔ)沉放阻力數(shù)值分析及試驗驗證[J];巖土力學;2014年12期

6 芮瑞;胡港;夏元友;黃成;;砂填料樁承式路堤宏觀土拱形態(tài)與演化模型[J];巖石力學與工程學報;2014年02期

7 詹永祥;姚海林;董啟朋;賀東平;;砂土中開口管樁沉樁過程的顆粒流模擬研究[J];巖土力學;2013年01期

8 呂偉華;繆林昌;王非;;基于不完全土拱效應(yīng)的土工格柵加固機制與設(shè)計方法[J];巖石力學與工程學報;2012年03期

9 劉輝;米海珍;文桃;劉豪杰;;土拱效應(yīng)理論研究現(xiàn)狀及其進展[J];低溫建筑技術(shù);2011年11期

10 國振;王立忠;袁峰;;粘土中吸力錨沉貫阻力與土塞形成試驗研究[J];海洋工程;2011年01期

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1 霍知亮;黏土地基中桶形基礎(chǔ)模型試驗及工作機理研究[D];天津大學;2015年

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1 齊劍峰;粉質(zhì)土中桶基負壓沉貫過程及其土塞的試驗研究[D];中國海洋大學;2003年

本文編號：2869662