深厚軟土地基樁筏基礎承載特性模型試驗研究
發(fā)布時間:2021-03-20 17:59
樁筏基礎是軟土地基中常見的基礎形式,其可以有效提高基礎的承載能力和降低基礎的差異沉降,并且能夠大幅改善軟土地基承載能力不足的缺點。國內外對于樁筏基礎已有大量研究,但針對內陸深厚軟土地區(qū)中樁筏基礎的承載特性研究還有待完善,同時針對樁筏基礎不同筏板厚度及布樁形式下的工作特性也需進一步研究。本文在前人已有的研究下,通過物理模型試驗和ABAQUS數值模擬研究相結合的方法,研究了不同工況下內陸深厚軟土地基樁筏基礎的承載變形特征,得到了一些具有實際價值的研究成果,能對實際工程設計提供參考,主要的研究內容和結論如下:(1)進行幾何相似比為1:10的物理模型試驗研究,在試驗中對基礎的沉降、土壓力、筏板內力及樁頂反力等數據進行了采集。試驗結果表明:(1)樁筏基礎的沉降分為三個階段:線性階段、非線性階段和破壞階段;(2)加大筏板厚度對于筏板相對剛度具有較大影響,筏板相對剛度處于剛性狀態(tài)時加大筏板厚度能有效降低總體沉降并減少差異沉降,內強外弱布樁形式會增加總體沉降但是會減小差異沉降,外強內弱布樁形式會略微降低總體沉降但是會增大差異沉降;(3)加大筏板厚度后,筏板和板下土體更多地承擔了荷載;(4)板下地基反力...
【文章來源】:西華大學四川省
【文章頁數】:92 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
筏板模型
深厚軟土地基樁筏基礎承載特性模型試驗研究102.1.2模型基本參數在參考國內外相關模型試驗設備的基礎上,模型樁和筏板分別選用有機玻璃棒和有機玻璃板進行制作[17],樁筏基礎的外形尺寸為50cm×50cm,筏板厚度根據工況不同分別為2cm、3cm及4cm,樁徑為2cm,樁間距為6d即12cm,樁長根據工況不同分為長樁和短樁兩種:長樁的樁長為60cm,短樁的樁長為40cm。在筏板底部的相應位置開1cm深的圓孔,用環(huán)氧樹脂膠形成樁頭與筏板的固定連結,黏結以后放置24小時以確保樁頭與筏板的穩(wěn)定連接。為了使模型基礎與土接觸面有一定的粗糙程度,在筏板的下表面及樁的表面用環(huán)氧樹脂膠黏一層很薄的細砂。用于模擬樁筏基礎的有機玻璃板和有機玻璃棒如圖2.1和圖2.2所示。圖2.1筏板模型圖2.2基樁模型Fig2.1RaftmodelFig2.2Pilefoundationmodel2.1.3試驗裝置及工況布置模型試驗場地位于西華大學巖土試驗中心,在露天自制的一基坑中進行,基坑內壁尺寸為1.5m×1.5m×1.5m,在試驗前使用土工布和防水密封膜進行鋪設并在連接處使用密封膠密封處理,目的在于減小內壁的摩阻力以及減小邊界對土體變形的影響。如圖2.3所示。
西華大學碩士學位論文11圖2.3試驗基坑Fig2.3Pilefoundationmodel試驗用模型土取自成都市郫都區(qū)某地的淤泥質黏土。土體整體呈現為灰色,為含水率大、有機質含量高的典型沼澤相沉淀軟土。在試驗進行之前,先進行持力層的填筑,將搗碎過后的黃黏土中摻入事先調配合適的外摻劑,在攪拌均勻后倒入試驗基坑內并用夯錘進行夯實鋪平工作,在填筑完畢后用密封膜鋪在表面以使持力層自行固結,之后對土體表面進行拉毛處理以形成一個獨立的土層。在持力層填筑完畢后進行軟土層的填筑,為盡量保證土體的性質不改變,軟土從取土地用汽車取回后在經過5mm篩網過濾后直接進行回填,分層填筑到設計深度時埋設相應的測試裝置,在填筑完成后靜置一段時間讓土體穩(wěn)定,在試驗土體回填完畢后對土體進行真空預壓處理以降低含水率,如圖2.4所示。在處理過后取試驗土體進行土工試驗,測定試驗用土體常規(guī)物理參數,測定過后的具體物理參數見表2.2.。在樁筏基礎模型制作中,首先對于基礎位置進行測量放線確定位置,再按照設計尺寸挖出樁孔并放置樁筏基礎模型。由于本次模型試驗中筏板尺寸較小,基坑四周離樁體的最小距離也大于筏板的邊長,并且基坑底部離樁底距離也有一倍樁長以上,所以可忽略基坑邊界對試驗結果的影響。表2.2地基土參數Tab2.2Parametersoffoundationsoil土層名稱層高h/(cm)容重γ/(kN·m3)含水率w/(%)黏聚力c/(kPa)內摩擦角φ/(°)軟土層12020.234.515.118.8持力層1022.62.3140.336.7
【參考文獻】:
期刊論文
[1]復雜環(huán)境中大規(guī)模樁筏基礎的優(yōu)化設計方法研究[J]. 謝蕓菲,遲世春,周雄雄. 巖土力學. 2019(S1)
[2]黃土挖填方場地中樁筏基礎受力變形狀態(tài)研究[J]. 段旭,董琪,門玉明,葉萬軍,李秉書. 西安建筑科技大學學報(自然科學版). 2018(03)
[3]BIM技術在超高層住宅穿插流水施工中的應用[J]. 馮為民,胡靖軒. 施工技術. 2016(06)
[4]BIM與機器人全站儀在場地地下管線施工中的綜合應用[J]. 張亮. 施工技術. 2016(06)
[5]樁筏基礎承載過程的安全度分析[J]. 蔣剛,江寶,李雄威,王彬彬,王旭東. 土木工程學報. 2015(S2)
[6]運用BIM技術實現流水施工組織與模擬的探索[J]. 周建亮,李亞迪,侯宇. 施工技術. 2014(S2)
[7]預加固高填方邊坡滑動破壞的離心模型試驗研究[J]. 李天斌,田曉麗,韓文喜,任洋,何勇,魏永幸. 巖土力學. 2013(11)
[8]建筑信息模型(BIM)在復雜地形項目中的前期應用初探——以大連專用車產業(yè)科技創(chuàng)新基地項目為例[J]. 張磊. 建筑技藝. 2013(01)
[9]BIM技術在工程中的綜合應用[J]. 任錦龍,毛路,榮慕寧. 建筑技術. 2012(11)
[10]樁筏基礎–土動力相互作用的離心機模型試驗研究[J]. 馬亢,裴建良. 巖石力學與工程學報. 2011(07)
博士論文
[1]基于BIM的建筑工程設計優(yōu)化關鍵技術及應用研究[D]. 趙欽.西安建筑科技大學 2013
[2]膨脹性非飽和土的水力—力學性質及其彈塑性本構模型[D]. 孫文靜.上海大學 2009
碩士論文
[1]高層建筑框架剪力墻結構—樁筏基礎—地基共同作用有限元分析[D]. 李錦龍.蘭州交通大學 2012
[2]豎向及水平荷載作用下不同構造形式樁筏基礎有限元分析[D]. 王麗.天津大學 2006
[3]上部結構—筏板基礎—地基共同作用有限元分析[D]. 武瑩.長安大學 2004
[4]樁—土—承臺非線性共同作用模型試驗與數值分析[D]. 何立明.南京工業(yè)大學 2004
本文編號:3091420
【文章來源】:西華大學四川省
【文章頁數】:92 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
筏板模型
深厚軟土地基樁筏基礎承載特性模型試驗研究102.1.2模型基本參數在參考國內外相關模型試驗設備的基礎上,模型樁和筏板分別選用有機玻璃棒和有機玻璃板進行制作[17],樁筏基礎的外形尺寸為50cm×50cm,筏板厚度根據工況不同分別為2cm、3cm及4cm,樁徑為2cm,樁間距為6d即12cm,樁長根據工況不同分為長樁和短樁兩種:長樁的樁長為60cm,短樁的樁長為40cm。在筏板底部的相應位置開1cm深的圓孔,用環(huán)氧樹脂膠形成樁頭與筏板的固定連結,黏結以后放置24小時以確保樁頭與筏板的穩(wěn)定連接。為了使模型基礎與土接觸面有一定的粗糙程度,在筏板的下表面及樁的表面用環(huán)氧樹脂膠黏一層很薄的細砂。用于模擬樁筏基礎的有機玻璃板和有機玻璃棒如圖2.1和圖2.2所示。圖2.1筏板模型圖2.2基樁模型Fig2.1RaftmodelFig2.2Pilefoundationmodel2.1.3試驗裝置及工況布置模型試驗場地位于西華大學巖土試驗中心,在露天自制的一基坑中進行,基坑內壁尺寸為1.5m×1.5m×1.5m,在試驗前使用土工布和防水密封膜進行鋪設并在連接處使用密封膠密封處理,目的在于減小內壁的摩阻力以及減小邊界對土體變形的影響。如圖2.3所示。
西華大學碩士學位論文11圖2.3試驗基坑Fig2.3Pilefoundationmodel試驗用模型土取自成都市郫都區(qū)某地的淤泥質黏土。土體整體呈現為灰色,為含水率大、有機質含量高的典型沼澤相沉淀軟土。在試驗進行之前,先進行持力層的填筑,將搗碎過后的黃黏土中摻入事先調配合適的外摻劑,在攪拌均勻后倒入試驗基坑內并用夯錘進行夯實鋪平工作,在填筑完畢后用密封膜鋪在表面以使持力層自行固結,之后對土體表面進行拉毛處理以形成一個獨立的土層。在持力層填筑完畢后進行軟土層的填筑,為盡量保證土體的性質不改變,軟土從取土地用汽車取回后在經過5mm篩網過濾后直接進行回填,分層填筑到設計深度時埋設相應的測試裝置,在填筑完成后靜置一段時間讓土體穩(wěn)定,在試驗土體回填完畢后對土體進行真空預壓處理以降低含水率,如圖2.4所示。在處理過后取試驗土體進行土工試驗,測定試驗用土體常規(guī)物理參數,測定過后的具體物理參數見表2.2.。在樁筏基礎模型制作中,首先對于基礎位置進行測量放線確定位置,再按照設計尺寸挖出樁孔并放置樁筏基礎模型。由于本次模型試驗中筏板尺寸較小,基坑四周離樁體的最小距離也大于筏板的邊長,并且基坑底部離樁底距離也有一倍樁長以上,所以可忽略基坑邊界對試驗結果的影響。表2.2地基土參數Tab2.2Parametersoffoundationsoil土層名稱層高h/(cm)容重γ/(kN·m3)含水率w/(%)黏聚力c/(kPa)內摩擦角φ/(°)軟土層12020.234.515.118.8持力層1022.62.3140.336.7
【參考文獻】:
期刊論文
[1]復雜環(huán)境中大規(guī)模樁筏基礎的優(yōu)化設計方法研究[J]. 謝蕓菲,遲世春,周雄雄. 巖土力學. 2019(S1)
[2]黃土挖填方場地中樁筏基礎受力變形狀態(tài)研究[J]. 段旭,董琪,門玉明,葉萬軍,李秉書. 西安建筑科技大學學報(自然科學版). 2018(03)
[3]BIM技術在超高層住宅穿插流水施工中的應用[J]. 馮為民,胡靖軒. 施工技術. 2016(06)
[4]BIM與機器人全站儀在場地地下管線施工中的綜合應用[J]. 張亮. 施工技術. 2016(06)
[5]樁筏基礎承載過程的安全度分析[J]. 蔣剛,江寶,李雄威,王彬彬,王旭東. 土木工程學報. 2015(S2)
[6]運用BIM技術實現流水施工組織與模擬的探索[J]. 周建亮,李亞迪,侯宇. 施工技術. 2014(S2)
[7]預加固高填方邊坡滑動破壞的離心模型試驗研究[J]. 李天斌,田曉麗,韓文喜,任洋,何勇,魏永幸. 巖土力學. 2013(11)
[8]建筑信息模型(BIM)在復雜地形項目中的前期應用初探——以大連專用車產業(yè)科技創(chuàng)新基地項目為例[J]. 張磊. 建筑技藝. 2013(01)
[9]BIM技術在工程中的綜合應用[J]. 任錦龍,毛路,榮慕寧. 建筑技術. 2012(11)
[10]樁筏基礎–土動力相互作用的離心機模型試驗研究[J]. 馬亢,裴建良. 巖石力學與工程學報. 2011(07)
博士論文
[1]基于BIM的建筑工程設計優(yōu)化關鍵技術及應用研究[D]. 趙欽.西安建筑科技大學 2013
[2]膨脹性非飽和土的水力—力學性質及其彈塑性本構模型[D]. 孫文靜.上海大學 2009
碩士論文
[1]高層建筑框架剪力墻結構—樁筏基礎—地基共同作用有限元分析[D]. 李錦龍.蘭州交通大學 2012
[2]豎向及水平荷載作用下不同構造形式樁筏基礎有限元分析[D]. 王麗.天津大學 2006
[3]上部結構—筏板基礎—地基共同作用有限元分析[D]. 武瑩.長安大學 2004
[4]樁—土—承臺非線性共同作用模型試驗與數值分析[D]. 何立明.南京工業(yè)大學 2004
本文編號:3091420
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