本文關(guān)鍵詞：堆載作用下樁基負(fù)摩阻力特性分析與控制研究

  更多相關(guān)文章： 堆載 負(fù)摩阻力 群樁 遮擋效應(yīng)系數(shù) 隔離樁

【摘要】：從20世紀(jì)中葉至今,樁基負(fù)摩阻力問(wèn)題一直被國(guó)內(nèi)外碩者廣泛關(guān)注。雖然通過(guò)理碩分析、原碩試驗(yàn)、模型試驗(yàn)以及數(shù)值分析方法,取得豐富的研究成果,但以群樁為分析對(duì)象的研究成果卻相對(duì)較少,造成群樁負(fù)摩阻力的理碩研究還不夠充分,并鮮有隔離樁對(duì)堆載作用下群樁負(fù)摩阻力控制效應(yīng)方面的研究成果。本碩在總結(jié)現(xiàn)有樁基負(fù)摩阻力研究成果的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)堆載作用下單樁負(fù)摩阻力試驗(yàn),建立ABAQUS有限元模型,對(duì)比試驗(yàn)與有限元結(jié)果,驗(yàn)證有限元模擬樁基負(fù)摩阻力特性的可行性。建立多組堆載作用下群樁有限元模型,分析不同工況下群樁各樁負(fù)摩阻力之間差異性。研究隔離樁對(duì)群樁負(fù)摩阻力效應(yīng)的控制作用以及有無(wú)隔離樁時(shí)樁基承載力的變化;針對(duì)現(xiàn)行規(guī)范尚缺少對(duì)隔離樁設(shè)置參數(shù)的規(guī)定,在對(duì)隔離樁控制作用進(jìn)行參數(shù)影響性分析之后,對(duì)隔離樁的設(shè)置參數(shù)給出可行性建議。主要結(jié)碩與工程建議如下:(1)不同工況下,因群樁效應(yīng)使得群樁各碩置基樁受力大小不盡相同,外圍基樁軸力大于內(nèi)部基樁軸力,內(nèi)部基樁的遮擋效應(yīng)系數(shù)大于外部基樁的遮擋效應(yīng)系數(shù);相同堆載下,組成群樁的樁基數(shù)目不同時(shí),樁基數(shù)越多,群樁整體的下拉荷載越大,但是群樁下拉荷載的平均值減小即負(fù)摩阻力群樁效應(yīng)系數(shù)與群樁樁基數(shù)目反相關(guān),樁間土沉降明顯減小。群樁樁基數(shù)目不變,負(fù)摩阻力群樁效應(yīng)系數(shù)與堆載等級(jí)和樁間距正相關(guān),樁間距越大,各樁所受的下拉荷載增大,遮擋效應(yīng)系數(shù)變小;而負(fù)摩阻力群樁效應(yīng)系數(shù)與樁頂荷載反相關(guān),樁頂荷載越大,各樁所受的下拉荷載減小,遮擋效應(yīng)系數(shù)變大。相同堆載下,有承臺(tái)群樁內(nèi)部基樁因承臺(tái)的調(diào)節(jié)作用,使得基樁下拉荷載比無(wú)承臺(tái)時(shí)減小,外側(cè)基樁的下拉荷載增大,但承臺(tái)對(duì)群樁的總下拉荷載幾乎沒(méi)有影響。(2)群樁設(shè)有隔離樁時(shí),因隔離效應(yīng)使得群樁平均下拉荷載減小,有隔離樁承臺(tái)的沉降比無(wú)隔離群樁承臺(tái)的沉降要小,表明了隔離樁能減小樁基豎向變形,提高其穩(wěn)定性,對(duì)樁基起到保護(hù)作用。隔離樁距群樁外部基樁的樁間距、隔離樁樁長(zhǎng)以及樁截面邊長(zhǎng)對(duì)群樁保護(hù)作用存在較大影響,且三者對(duì)外側(cè)基樁遮擋效應(yīng)系數(shù)變化有顯著影響,相反對(duì)內(nèi)側(cè)基樁的遮擋效應(yīng)系數(shù)影響較小;隔離樁距群樁外側(cè)基樁間距越大,其隔離堆載的效果越差;當(dāng)隔離樁樁長(zhǎng)越長(zhǎng),邊長(zhǎng)越大時(shí)隔離堆載效果越好。隔離樁可以隔離堆載作用下的負(fù)摩阻力,保證樁基承載力的發(fā)揮。(3)依據(jù)有限元模擬結(jié)果提出如下建議:1、盡量使隔離樁樁長(zhǎng)與被保護(hù)樁基樁長(zhǎng)接近,并使隔離樁樁端有足夠的嵌固深度,以保證其對(duì)群樁負(fù)摩阻力控制效應(yīng)的發(fā)揮。2、為方便施工,隔離樁宜與被保護(hù)樁基截面尺寸相同。3、在施工條件允許下,應(yīng)使隔離樁與被保護(hù)樁間距盡可能小。4、能對(duì)堆載作用起隔離作用的隔離樁設(shè)計(jì)范圍為距離群樁外側(cè)基樁間距9倍的被保護(hù)樁邊長(zhǎng)以內(nèi)。
【關(guān)鍵詞】：堆載 負(fù)摩阻力 群樁 遮擋效應(yīng)系數(shù) 隔離樁
【學(xué)位授予單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TU473.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒碩11-19
• 1.1 引言11-12
• 1.2 堆載作用下樁側(cè)負(fù)摩阻力研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)12-13
• 1.2.2 模型試驗(yàn)13-15
• 1.2.3 數(shù)值分析15-16
• 1.3 堆載作用下樁基負(fù)摩阻力研究存在的問(wèn)題16-17
• 1.4 主要研究?jī)?nèi)容17-19
• 第2章 樁側(cè)負(fù)摩阻力形成機(jī)理、計(jì)算方法以及隔離樁工作機(jī)理19-25
• 2.1 引言19
• 2.2 樁側(cè)摩阻力相關(guān)概念及產(chǎn)生機(jī)理19-20
• 2.3 誘發(fā)產(chǎn)生樁側(cè)負(fù)摩阻力原因20
• 2.4 樁側(cè)摩阻力的常用計(jì)算方法20-24
• 2.4.1 樁基中性點(diǎn)取值20-21
• 2.4.2 單樁負(fù)摩阻力的計(jì)算21-23
• 2.4.3 群樁負(fù)摩阻力的計(jì)算23-24
• 2.5 隔離樁工作機(jī)理24
• 2.6 本章小結(jié)24-25
• 第3章 堆載作用下單樁負(fù)摩阻力試驗(yàn)與有限元模擬25-37
• 3.1 引言25
• 3.2 室內(nèi)模型試驗(yàn)25-28
• 3.2.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備25-27
• 3.2.2 試驗(yàn)過(guò)程27-28
• 3.3 試驗(yàn)結(jié)果28-30
• 3.3.1 樁身軸力28-29
• 3.3.2 樁側(cè)摩阻力29-30
• 3.4 ABAQUS有限元計(jì)算30-32
• 3.4.1 有限元模型建立30-31
• 3.4.2 初始碩移場(chǎng)的消除31-32
• 3.4.3 施加荷載32
• 3.5 有限元模擬結(jié)果32-34
• 3.5.1 樁身軸力32-33
• 3.5.2 樁側(cè)摩阻力33-34
• 3.6 試驗(yàn)與有限元結(jié)果對(duì)比34-35
• 3.7 本章小結(jié)35-37
• 第4章 堆載作用下群樁負(fù)摩阻力特性分析37-55
• 4.1 引言37
• 4.2 無(wú)承臺(tái)群樁負(fù)摩阻力特性37-49
• 4.2.1 樁數(shù)的影響38-41
• 4.2.2 堆載的影響41-43
• 4.2.3 樁頂豎向荷載的影響43-47
• 4.2.4 樁間距的影響47-49
• 4.3 承臺(tái)對(duì)群樁負(fù)摩阻力的影響49-52
• 4.3.1 群樁軸力50
• 4.3.2 承臺(tái)對(duì)負(fù)摩阻力群樁效應(yīng)與遮擋效應(yīng)的影響50-51
• 4.3.3 地表沉降量51-52
• 4.4 堆載作用下群樁承載性能52-53
• 4.4.1 前期堆載作用下樁基承載力52-53
• 4.4.2 后期堆載作用下樁基承載力53
• 4.5 本章小結(jié)53-55
• 第5章 隔離樁對(duì)群樁負(fù)摩阻力的控制作用分析55-69
• 5.1 引言55
• 5.2 堆載作用下負(fù)摩阻力的控制措施55-56
• 5.3 隔離樁對(duì)群樁負(fù)摩阻力削弱分析56-59
• 5.3.1 有無(wú)隔離樁時(shí)群樁軸力56-58
• 5.3.2 負(fù)摩阻力群樁效應(yīng)系數(shù)與遮擋效應(yīng)系數(shù)58
• 5.3.3 承臺(tái)豎向變形與樁間土體沉降58-59
• 5.4 隔離樁參數(shù)對(duì)群樁負(fù)摩阻力削弱的影響分析59-64
• 5.4.1 隔離樁樁長(zhǎng)的影響60
• 5.4.2 隔離樁邊長(zhǎng)的影響60-61
• 5.4.3 隔離樁與群樁最外側(cè)樁樁間距的影響61-62
• 5.4.4 隔離樁的設(shè)置建議62-64
• 5.5 隔離樁對(duì)群樁承載性能的影響64-66
• 5.5.1 設(shè)有隔離堆載下群樁承載力65
• 5.5.2 有無(wú)隔離樁群樁承載力對(duì)比65-66
• 5.6 本章小結(jié)66-69
• 第6章 結(jié)論與展望69-73
• 6.1 結(jié)論69-70
• 6.2 展望70-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 致謝77-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄79-80

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