本文關(guān)鍵詞：組合樁復(fù)合地基沉降與可靠度研究

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【摘要】：隨著地基變形控制設(shè)計原則的提出,組合樁復(fù)合地基越來越廣泛的運用于工程實踐。組合樁復(fù)合地基是由多種不同長度、不同樁徑或者不同材料的樁組合形成的復(fù)合地基。其中,不同長度的樁組合形成的復(fù)合地基被叫做長短樁復(fù)合地基,它是運用最廣泛的組合樁復(fù)合地基[1]。一般來說,短樁采用散體材料樁或者柔性樁,主要所用是對地基承載力進行提高。長樁作為變形設(shè)計的主控樁,在增加地基承載力的情況下,主要是減小地基豎向變形。長樁一般采用剛度較大的樁。組合樁復(fù)合地基雖然已經(jīng)廣泛運用于工程實踐,但是對其作用機理和工作形狀的研究相對滯后。本文為了研究長短樁復(fù)合地基的工作機理,進行了一系列室內(nèi)模型試驗。研究了不同樁長、不同樁徑和不同樁距對沉降變形的影響,分析了樁身應(yīng)力、樁間土應(yīng)力以及樁土應(yīng)力比規(guī)律。主要有以下結(jié)論:(1)增加長樁長度、樁徑,減小樁距對地基沉降控制有顯著效果。(2)通過素土地基和復(fù)合地基樁間土應(yīng)力的比較分析,可以看出短樁能夠有效提高承載力。樁能把荷載傳遞到下部土層,從而使附加應(yīng)力的傳遞和分不與天然地基不同,現(xiàn)行的沉降計算方法依然采用天然地基的附加應(yīng)力傳遞方法。(3)長樁樁身應(yīng)力并不是樁頂最大,而是在樁頂下約三分之一樁長的位置最大,這是由于褥墊層的存在使得樁頂刺入造成負摩擦阻力而成。在最大應(yīng)力之后,由于樁周土摩擦作用,樁身應(yīng)力逐漸變小,將上部荷載逐漸傳遞到下部土層。荷載較小時,樁土相對運動比較小,所以圖形比較平直,隨著荷載增大,摩擦阻力增大,樁身應(yīng)力迅速增大和衰減,表現(xiàn)出明顯的彎曲圖形。短樁樁身最大應(yīng)力的位置大約在樁中間位置,之后因摩擦阻力逐漸減小。(4)中心長樁上半部分樁土應(yīng)力比先是增大隨后逐漸降低。因為樁刺入后,上部土層逐漸壓實而呈現(xiàn)的應(yīng)變硬化。下半部分樁土應(yīng)力比則一直是逐漸增大的,這說明下部分樁的樁身應(yīng)力隨著下臥層被壓實、刺入越來越困難而逐漸增大。(5)角上長樁樁土應(yīng)力比一直呈現(xiàn)增大趨勢,角上長樁周圍的土并不能像中心長樁那樣給他一個逐漸增大的圍壓,隨著荷載增大,上部分樁間土應(yīng)力增大,角樁周圍土可以向另外三面發(fā)生側(cè)向位移,而不能形成圍壓效應(yīng)。隨著地基變形逐漸增大,角樁樁身應(yīng)力逐漸增大,而其周圍土并不能分擔(dān)更多的荷載,所以其樁土應(yīng)力比一直增大。(6)長樁和短樁應(yīng)力比隨著荷載增大一直在增大,說明隨著荷載增大,長樁刺入越來越困難,其分擔(dān)的荷載比例繼續(xù)增大。(7)長樁的樁土應(yīng)力比隨深度的變化是一致的,呈現(xiàn)出兩頭大、中間小的特點。這其實也是長樁為主控樁的原因,由于長樁擔(dān)負著將荷載傳遞到下部土層的使命,其兩端應(yīng)力值較大,樁土應(yīng)力比也較大。短樁的樁土應(yīng)力比則隨著深度增加不斷變小,正與長樁上半部分樁土應(yīng)力比變化類似。組合樁復(fù)合地基沉降的準確計算依賴于對其作用機理的準確把握,其中,對于組合樁復(fù)合地基應(yīng)力場的研究是關(guān)鍵。本文中,對于樁身應(yīng)力、樁間土應(yīng)力及樁土應(yīng)力比對沉降影響的研究,為沉降計算方法的探討提供了基礎(chǔ)。在本文所列的三種沉降計算方法中,規(guī)范法和復(fù)合模量法都存在一個問題,就是由于理想化模型造成的復(fù)合地基壓縮模量計算不準,由于樁的應(yīng)變和樁間土應(yīng)變差異性巨大,復(fù)合模量法更加凸顯這個問題。但是如果可以獲得樁身應(yīng)力和樁間土應(yīng)力,復(fù)合模量法一樣可以得到比較準確的沉降值。在實際工程中,如果可以比較準確的得到樁身刺入量,一樣可以通過復(fù)合模量法算出比較準確的沉降值。規(guī)范法要計算準確的沉降量,繞不開眾多經(jīng)驗系數(shù)的選擇。雖然目前在各類沉降計算方法中,規(guī)范法的計算值比較接近實際值,但復(fù)合模量法和彈性力學(xué)方法在復(fù)合地基壓縮模量的計算上有所突破的話,有望得到更加簡單、精確的計算方法。
【關(guān)鍵詞】：組合樁 復(fù)合地基 模型試驗 沉降計算方法
【學(xué)位授予單位】：華北科技學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU470;TU433
【目錄】：

• 致謝3-4
• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-19
• 1.1 復(fù)合地基11-12
• 1.2 組合樁復(fù)合地基12-13
• 1.3 國內(nèi)外研究動態(tài)13-17
• 1.4 選題意義和主要研究內(nèi)容17-19
• 2 組合樁復(fù)合地基室內(nèi)模型試驗19-25
• 2.1 試驗系統(tǒng)介紹19-21
• 2.2 試驗方案21-25
• 3 試驗結(jié)果整理與分析25-63
• 3.1 試驗結(jié)果25-42
• 3.2 數(shù)據(jù)分析42-62
• 3.3 小結(jié)62-63
• 4 組合樁復(fù)合地基沉降計算方法探討及可靠度計算63-73
• 4.1 三種沉降計算方法簡述63-66
• 4.2 工程實例與模型試驗的沉降計算66-68
• 4.3 沉降計算結(jié)果的分析比較68-69
• 4.4 組合樁復(fù)合地基沉降可靠度69-72
• 4.5 小結(jié)72-73
• 5 結(jié)束語73-74
• 參考 文獻74-77
• 作者簡歷77-79
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集79

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本文編號：577658