發(fā)布時(shí)間：2018-08-15 15:41

【摘要】：土拱效應(yīng)是通過(guò)調(diào)整土體內(nèi)部的應(yīng)力分布把土壓力傳遞到樁上的現(xiàn)象,其實(shí)質(zhì)是土體充分調(diào)動(dòng)自身抗剪性能以抵抗土壓力的現(xiàn)象。1943年Terzaghi通過(guò)著名的"活動(dòng)門(mén)"試驗(yàn)驗(yàn)證了土拱效應(yīng)的存在,之后國(guó)內(nèi)外學(xué)者通過(guò)理論分析及各種模型試驗(yàn),并借助數(shù)值計(jì)算軟件對(duì)土拱效應(yīng)的發(fā)生機(jī)理、存在模式、影響因素等進(jìn)行了深入的研究。有關(guān)土拱效應(yīng)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)越來(lái)越多、理論研究逐漸深入,工程中開(kāi)始考慮土拱效應(yīng),實(shí)際應(yīng)用中取得很好的經(jīng)濟(jì)效益。目前,有關(guān)土拱效應(yīng)的理論研究還不夠系統(tǒng),數(shù)值計(jì)算中值得探討的問(wèn)題較多,尤其時(shí)土拱模式和合理樁寬比的確定,這直接影響了土拱效應(yīng)在工程中能否進(jìn)一步應(yīng)用。因此有必要從基礎(chǔ)研究方面繼續(xù)開(kāi)展工作。本文主要依據(jù)豎向活動(dòng)門(mén)試驗(yàn)和水平活動(dòng)門(mén)試驗(yàn),并借助數(shù)學(xué)仿真計(jì)算軟件深入分析活動(dòng)門(mén)寬度、粘聚力、內(nèi)摩擦角等因素對(duì)土拱效應(yīng)的影響,初步建立了土拱效應(yīng)模型并提出了合理樁寬比,這對(duì)于指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)具有較大的理論意義。本文的主要結(jié)論如下:(1)通過(guò)豎向活動(dòng)門(mén)實(shí)驗(yàn),研究了不同土體和不同活動(dòng)門(mén)寬度下土拱的發(fā)生機(jī)理和存在條件,以及對(duì)樁荷載分擔(dān)比的影響。重點(diǎn)分析了砂土拱軸線(xiàn)形狀與活動(dòng)門(mén)寬度和內(nèi)摩擦角的關(guān)系。初步建立了樁荷載分擔(dān)比和活動(dòng)門(mén)寬度、內(nèi)摩擦角的關(guān)系。(2)豎向土拱效時(shí)合理樁寬比的確定。不同填土高度、土體粘聚力、土體內(nèi)摩擦角等因素下,隨著樁寬比的增加,樁荷載分擔(dān)比先減小后增大,呈拋物線(xiàn)形,存在合理樁寬比。填土高度較小時(shí),合理樁寬比較小,當(dāng)填土高度增大到一定高度時(shí),繼續(xù)增加填土高度,合理樁寬比不變,趨于穩(wěn)定。(3)通過(guò)正交試驗(yàn),分析了填土高度、樁寬比、內(nèi)摩擦角、粘聚力等因素對(duì)土拱效應(yīng)影響的敏感性。(4)通過(guò)水平活動(dòng)門(mén)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了土拱效應(yīng)的存在。分析了內(nèi)摩擦角、粘聚力、樁寬比、深度等因素對(duì)樁荷載分擔(dān)比的影響。
[Abstract]:The soil arch effect is a phenomenon that the earth pressure is transferred to the pile by adjusting the stress distribution inside the soil. The essence of this phenomenon is that the soil can fully mobilize its shear resistance to resist earth pressure. In 1943, Terzaghi verified the existence of soil arch effect through the famous "movable door" test, and then the scholars at home and abroad proved the existence of soil arch effect through theoretical analysis and various model tests. With the help of numerical calculation software, the occurrence mechanism, existing mode and influencing factors of soil arch effect are deeply studied. There are more and more measured data about the soil arch effect, and the theoretical research is getting deeper and deeper. The soil arch effect has been considered in the engineering, and good economic benefit has been obtained in the practical application. At present, the theoretical research on soil arch effect is not systematic enough, and there are many problems worth discussing in numerical calculation, especially the determination of soil arch mode and reasonable pile width ratio, which directly affects whether the soil arch effect can be further applied in engineering. Therefore, it is necessary to continue the work from the basic research. In this paper, based on the vertical and horizontal movable door tests, and with the aid of mathematical simulation software, the effects of the width, cohesion and angle of internal friction of the moving door on the soil arch effect are deeply analyzed. The soil arch effect model is established and the reasonable pile width ratio is put forward, which is of great theoretical significance for guiding the engineering design. The main conclusions of this paper are as follows: (1) through the vertical movable door experiment, the occurrence mechanism and existing conditions of soil arch under different soil mass and different active door width are studied, as well as the influence on the load-sharing ratio of pile. The relationship between the shape of sand arch axis and the width of movable door and the angle of internal friction is analyzed. The relationship between the load sharing ratio of pile and the width of movable door and the angle of internal friction is established. (2) the reasonable ratio of pile width to pile width is determined when the vertical soil arch is effective. With the increase of pile width ratio, the pile load sharing ratio decreases first and then increases with the increase of pile width ratio, showing parabola shape and reasonable pile width ratio. When the filling height is increased to a certain height, the reasonable ratio of pile width to pile width is constant and tends to be stable. (3) through orthogonal test, the height of fill, the ratio of pile width to pile width, and the angle of internal friction are analyzed. (4) the existence of soil arch effect is verified by horizontal gate experiment. The effects of internal friction angle, cohesion force, pile width ratio and depth on load sharing ratio of pile are analyzed.
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TU41

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本文編號(hào)：2184657