【摘要】：本文依托國家973計劃課題“特大跨橋梁全壽命災變控制與性能設計的基礎(chǔ)研究”(課題編號：2013CB036300)子課題四“復雜環(huán)境下深水基礎(chǔ)承載行為演化與長期性能設計”(課題編號：2013CB 036304)以及“十二五”交通運輸重大科技專項(2011 318494 160)《水深大于50m特大型橋梁深水基礎(chǔ)適宜結(jié)構(gòu)型式及其設計方法研究》,以沉箱-墊層-樁復合地基深水基礎(chǔ)為研究對象,以瓊州海峽大橋為工程背景,采用室內(nèi)模型試驗、理論分析及案例計算相結(jié)合的方法研究了該新型基礎(chǔ)型式水平向承載性能。從理論分析、數(shù)值模擬以及試驗研究三個方面總結(jié)了沉箱-墊層-樁復合基礎(chǔ)的研究現(xiàn)狀,目前該基礎(chǔ)型式在國內(nèi)深水橋梁基礎(chǔ)工程中未曾使用,試驗和數(shù)值模擬研究主要側(cè)重于豎向承載力和沉降計算,對于大跨度橋梁等承受巨大水平向荷載的結(jié)構(gòu)研究很少,常用的群樁水平承載理論分析計算方法僅可應用于有承臺群樁,無法推廣應用到樁復合地基,需要提出新的理論或數(shù)值計算方法。設計并開展了沉箱-墊層-樁復合基礎(chǔ)的室內(nèi)模型試驗,采用鋼板焊制沉箱模型模擬沉箱基礎(chǔ),用中砂、角礫、鋼管分別模擬地基土、碎石墊層、鋼管樁,以壓力盒、應變計、位移計為測試元件,豎向和水平向千斤頂分別施加豎向和水平向荷載,記錄了基礎(chǔ)水平向承載力、沉箱水平位移、沉箱底部壓力分布以及鋼管樁應變,分析了樁數(shù)、墊層厚度、豎向荷載對基礎(chǔ)的水平向承載力和位移影響,研究了豎向和水平荷載共同作用下樁復合地基中單樁的內(nèi)力、變形及位移,總結(jié)了其破壞形式,提出了針對性的控制措施�？偨Y(jié)目前單樁水平承載力的理論計算方法,推導了基于Cerruti解以及等代荷載法的樁側(cè)被動荷載計算方法,提出了基于p-y曲線法的主被動荷載共同作用下樁土響應的計算方法,采用這些數(shù)值計算方法,對比模型試驗樁身內(nèi)力結(jié)果,驗證了數(shù)值計算方法的正確性；推導了豎向荷載與水平荷載共同作用條件下豎向及水平向樁土荷載分配以及水平向承載力計算方法,提出了“分層總和法”的樁復合地基水平向位移計算方法,對比模型試驗數(shù)據(jù)以及采用本文計算方法得到的水平位移、單樁內(nèi)力以及基礎(chǔ)承載力結(jié)果,理論計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合良好,驗證了本文提出的計算方法的正確性。利用前述簡化計算方法計算了瓊州海峽大橋基礎(chǔ)的概念設計方案水平承載力,計算水平承載力大于荷載標準值,采用這樣的基礎(chǔ)型式和設計參數(shù)可以滿足工程承載力要求。
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U443.1

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