高頻振動法沉拔鋼板樁是目前常用的一種基坑臨時支護(hù)施工方法。人們對鋼板樁的可打入性,沉樁過程中的樁土接觸特性以及樁身入土后的豎向及水平向承載力,進(jìn)行了大量研究,但對如何提高沉拔樁施工效率、降低其施工產(chǎn)生的環(huán)境影響尚有待于深入。本文從土體和樁錘的高頻振動特性研究出發(fā),結(jié)合高頻振動沉拔樁現(xiàn)場試驗及其分析,對這些問題進(jìn)行了探索。使用高頻動三軸儀試驗研究了飽和土體高頻振動荷載下的動力特性;采用振動沉拔樁集總元件和連續(xù)桿件混合模型,通過參數(shù)分析研究了高頻振動荷載作用下振動錘和樁身振動特征。在青連鐵路施工現(xiàn)場進(jìn)行鋼板樁的高頻振動沉拔樁足尺原位試驗,研究鋼板樁沉拔速率變化及其影響因素、地表振動和噪聲傳播規(guī)律以及沉拔樁結(jié)束后地表位移、土體水平變形和孔壓變化特征。本文研究得到的主要創(chuàng)新性成果如下:(1)進(jìn)行土的高頻動三軸試驗,得到飽和土體高頻振動特性:振動頻率的提高雖然降低飽和砂土動孔隙水壓力隨振動次數(shù)的增長速率,增加液化所需振次,但能加速飽和砂土動孔壓隨時間的增長速率,減小砂土液化所需時間。頻率的提高在減緩動軸向應(yīng)變隨振次的增長速率的同時,加速應(yīng)變隨時間的增長速率;此外,頻率的提高降低砂土液化時的軸向應(yīng)...

【文章頁數(shù)】：210 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號說明
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 土體動力特性動三軸試驗研究
        1.2.2 頻率對土體動力特性影響試驗研究
        1.2.3 振動沉拔法施工中樁身沉拔速率研究
        1.2.4 振動沉拔樁環(huán)境影響研究
    1.3 研究內(nèi)容
    1.4 論文結(jié)構(gòu)
第2章 飽和土體高頻振動特性研究
    2.1 引言
    2.2 高頻動三軸試驗儀
        2.2.1 儀器簡介
        2.2.2 儀器系統(tǒng)組成
        2.2.3 系統(tǒng)工作原理
        2.2.4 儀器主要技術(shù)參數(shù)
    2.3 飽和砂土試樣制備與試驗準(zhǔn)備
        2.3.1 試驗說明
        2.3.2 試驗材料
        2.3.3 試驗步驟
    2.4 飽和軟粘土試樣制備與試驗準(zhǔn)備
        2.4.1 試驗土樣
        2.4.2 試驗步驟
    2.5 飽和砂土高頻振動特性
        2.5.1 振動頻率對動孔隙水壓力增長的影響
        2.5.2 振動頻率對軸向應(yīng)變發(fā)展的影響
        2.5.3 動孔壓和軸向應(yīng)變發(fā)展的聯(lián)系
        2.5.4 頻率液化關(guān)系式推導(dǎo)
    2.6 飽和軟粘土動彈性模量頻率振動特性
        2.6.1 試驗結(jié)果分析
        2.6.2 振動頻率對土體動彈性模量影響
    2.7 本章小結(jié)
第3章 高頻振動沉拔樁樁錘振動特性分析
    3.1 引言
    3.2 樁身為剛體時樁錘-土振動模型
        3.2.1 單自由度強迫振動模型
        3.2.2 二自由度強迫振動模型
    3.3 樁身為均質(zhì)彈性體時振動錘-樁-土體振動模型
        3.3.1 樁頂?shù)刃偠群妥枘嵯禂?shù)計算
        3.3.2 振動錘振動特性
        3.3.3 樁身振動特性
    3.4 模型參數(shù)分析
        3.4.1 樁錘振動特性頻域分析
        3.4.2 樁身參數(shù)對樁錘振動特性的影響
        3.4.3 振動錘指標(biāo)對樁錘振動特性的影響
        3.4.4 土體特性對樁錘振動特性的影響
    3.5 工程應(yīng)用分析
        3.5.1 沉拔樁對比分析
        3.5.2 振動頻率影響分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 高頻振動沉樁速率與拔樁速率研究
    4.1 引言
    4.2 試驗方案
        4.2.1 試驗概述
        4.2.2 鋼板樁類型
        4.2.3 沉拔設(shè)備
        4.2.4 場地土體特性
        4.2.5 試驗步驟
    4.3 沉樁試驗結(jié)果分析
        4.3.1 沉樁速率影響因素歸納
        4.3.2 沉樁速率隨樁身入土深度變化關(guān)系
        4.3.3 樁身參數(shù)對沉樁速率的影響
        4.3.4 沉樁設(shè)備指標(biāo)對沉樁速率的影響
        4.3.5 土體特性對沉樁速率的影響
    4.4 拔樁試驗結(jié)果分析
        4.4.1 拔樁速率影響因素歸納
        4.4.2 拔樁速率隨樁身出土長度變化關(guān)系
        4.4.3 樁身參數(shù)對拔樁速率影響
        4.4.4 拔樁設(shè)備指標(biāo)對拔樁速率影響
        4.4.5 土體特性對拔樁速率的影響
    4.5 沉拔樁試驗結(jié)果對比
        4.5.1 沉樁速率與拔樁速率對比
        4.5.2 沉樁耗時與拔樁耗時對比
    4.6 高頻振動沉拔鋼板樁沉拔速率提升措施
        4.6.1 拔樁速率細(xì)化研究
        4.6.2 樁身沉拔速率提升措施分析
    4.7 本章小結(jié)
第5章 高頻振動沉拔樁土體變形及孔壓變化研究
    5.1 引言
    5.2 試驗方案
        5.2.1 試驗準(zhǔn)備
        5.2.2 試驗場地土體特性
        5.2.3 測試元器件及布設(shè)
        5.2.4 試驗步驟
    5.3 沉樁試驗結(jié)果分析
        5.3.1 沉樁試驗現(xiàn)象描述
        5.3.2 沉樁孔隙水壓力變化
        5.3.3 沉樁土體水平變形
        5.3.4 沉樁地表位移變化
        5.3.5 沉樁土體擾動特征分析
    5.4 拔樁試驗結(jié)果分析
        5.4.1 拔樁試驗現(xiàn)象描述
        5.4.2 拔樁孔隙水壓力變化
        5.4.3 拔樁土體水平變形
        5.4.4 拔樁地表位移變化
        5.4.5 拔樁土體擾動特征分析
    5.5 沉拔樁試驗結(jié)果對比分析
        5.5.1 土體孔隙水壓力變化
        5.5.2 土體水平變形
        5.5.3 地表位移變化
    5.6 高頻振動沉拔樁土體擾動環(huán)境影響分析
        5.6.1 沉樁地表位移細(xì)化分析
        5.6.2 土體擾動環(huán)境影響分析
    5.7 本章小結(jié)
第6章 高頻振動沉拔樁地表振動及噪聲傳播分析
    6.1 引言
    6.2 試驗方案
        6.2.1 試驗準(zhǔn)備
        6.2.2 試驗步驟
    6.3 地表振動量
        6.3.1 沉樁試驗結(jié)果
        6.3.2 拔樁試驗結(jié)果
        6.3.3 沉拔樁試驗結(jié)果對比分析
    6.4 噪聲傳播
        6.4.1 沉樁試驗結(jié)果
        6.4.2 拔樁試驗結(jié)果
        6.4.3 沉拔樁試驗結(jié)果對比分析
    6.5 地表振動與噪聲環(huán)境影響分析
    6.6 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論與展望
    7.1 主要結(jié)論
    7.2 主要創(chuàng)新點
    7.3 進(jìn)一步研究的建議
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士學(xué)位期間的相關(guān)學(xué)術(shù)成果



本文編號：3771230