高速鐵路作為一種重要的交通方式,在我國經濟社會發(fā)展中發(fā)揮至關重要的作用。為滿足嚴格的工后沉降要求和節(jié)約土地資源,許多高鐵線路大量地采用高架橋作為下部支撐結構。然而,由于氣候變化和抽取地下水,我國多個地區(qū)地下水位不斷下降,給高速鐵路高架橋基礎帶來了嚴重問題,已有案例表明,地下水位下降將引起高鐵高架橋橋墩發(fā)生較大沉降,其維修耗費大量人力物力。目前該方面研究還比較少,開展地下水位變化對高鐵高架橋群樁基礎的影響規(guī)律研究是十分必要的。本文通過開展離心模型試驗和有限元數值模擬,系統(tǒng)研究了單樁和不同長度群樁在水位下降和水位循環(huán)升降工況下的變化特征。主要研究工作和相應研究結果如下:（1）開展水位連續(xù)下降工況的離心模型試驗,研究了單樁和不同長度群樁在地下水位下降3次條件下的受力和沉降變化過程。結果表明,地下水位下降會引起地面和樁基礎發(fā)生較大附加沉降,給高鐵正常運營帶來不利影響。（2）采用有限元方法對水位下降工況的離心試驗進行了模擬,得到與試驗測試結果相吻合的有限元模型。有限元結果表明,樁側土體與樁基礎的相對位移決定了樁側摩阻力分布,地下水位下降,樁土相對位移增大,負摩阻力和下部正摩阻力均增大。距離樁基越... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：102 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 研究現狀
        1.2.1 地下水下降造成地面沉降及對高鐵工程的影響
        1.2.2 地下水變化對樁基礎的影響
        1.2.3 負摩阻力作用下樁基的變化規(guī)律
    1.3 存在的問題
    1.4 本文主要工作
2 離心模型試驗案例模擬和分析
    2.1 試驗概況
    2.2 試驗分析
        2.2.1 結果分析
        2.2.2 試驗分析
    2.3 模擬步驟
    2.4 有限元結果
    2.5 本章小結
3 地下水變化對樁基礎影響的離心模型試驗
    3.1 概述
    3.2 ZJU400超重力離心機
    3.3 試驗方案
        3.3.1 離心模型試驗比尺關系
        3.3.2 模型樁
        3.3.3 模型土與孔壓測量
        3.3.4 位移測量
        3.3.5 壓入模型樁
    3.4 水位控制系統(tǒng)
    3.5 地下水位下降試驗
    3.6 本章小結
4 地下水位下降試驗結果分析及有限元模擬
    4.1 離心試驗結果分析
        4.1.1 孔壓的變化
        4.1.2 地下水下降對樁基軸力的影響
        4.1.3 基樁位置的影響
        4.1.4 地基和樁基沉降
        4.1.5 有效應力法評價樁身軸力
    4.2 有限元數值模擬建模
        4.2.1 三維有限元模型的建立
        4.2.2 土體與結構的基本物理參數
        4.2.3 模擬步驟
    4.3 數值模擬驗證
        4.3.1 土體有效應力驗證
        4.3.2 地面和樁基礎沉降對比驗證
        4.3.3 樁基礎軸力對比驗證
    4.4 數值模擬結果分析
        4.4.1 土體沉降模式分析
        4.4.2 樁-土相互作用分析
        4.4.3 承臺內力分析
    4.5 本章小結
5 地下水位循環(huán)升降離心模型試驗
    5.1 概況
    5.2 試驗方案
    5.3 試驗結果分析
        5.3.1 孔壓變化
        5.3.2 地基和樁基礎沉降
        5.3.3 樁基軸力變化
    5.4 本章小結
6 考慮水位下降作用的樁基礎設計
    6.1 受循環(huán)荷載樁基礎累積沉降模型
    6.2 考慮水位下降作用的簡化設計方法
    6.3 案例計算
    6.4 地下水下降對已建橋梁樁基礎的累積沉降影響
    6.5 本章小結
7 結論與展望
    7.1 本文主要結論
    7.2 進一步研究工作展望
參考文獻
作者簡歷


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]長期豎向循環(huán)荷載作用下樁的變形特性試驗及理論研究[D]. 任宇.浙江大學 2013

碩士論文
[1]水位波動條件下新近沉積土地基沉降特性試驗研究[D]. 楊希.武漢科技大學 2012
[2]豎向荷載作用下橋梁樁基礎沉降分析[D]. 韓梅.西南交通大學 2007



本文編號：3040644