本文關(guān)鍵詞：黏性土中樁—土界面阻力試驗(yàn)研究與數(shù)值模擬

  更多相關(guān)文章： 靜壓樁 剪切試驗(yàn) 界面阻力 粗糙程度 沉樁阻力 數(shù)值模擬

【摘要】：靜力壓樁技術(shù)因污染小、振動(dòng)輕、自動(dòng)化水平高、可控性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)得到推廣使用,尤其是在城市中心人口相對密集或周邊建筑對振動(dòng)有控制要求的區(qū)域中應(yīng)用廣泛。本文通過樁-土界面剪切試驗(yàn)對界面受力特性進(jìn)行研究,分析界面粗糙度、土樣含水率等因素的影響機(jī)理。結(jié)合室內(nèi)剪切試驗(yàn)參數(shù)和靜壓樁工程實(shí)測沉樁阻力數(shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)貫入的有限元數(shù)值模擬,對靜壓樁沉樁阻力、承載性能等相關(guān)規(guī)律進(jìn)行總結(jié),為實(shí)際樁基工程的設(shè)計(jì)、施工、檢測提供一定的參考依據(jù)。本文主要內(nèi)容如下:(1)通過青島理工大學(xué)自制樁-土界面剪切儀對取自工地現(xiàn)場的粉質(zhì)黏土與預(yù)制混凝土板進(jìn)行界面剪切試驗(yàn),系統(tǒng)分析混凝土粗糙度、土樣含水率、剪切速率等因素在不同法向應(yīng)力條件下對樁-土界面阻力的影響,繪制界面阻力-剪切位移曲線,并對不同法向應(yīng)力下的界面阻力進(jìn)行線性擬合。(2)將普通界面剪切試驗(yàn)與硅壓阻式傳感器進(jìn)行創(chuàng)新性結(jié)合,對樁-土界面中的土壓力和孔隙水壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,研究孔隙水壓力和法向應(yīng)力的變化規(guī)律及其對樁-土界面受力的影響。提出孔隙水壓力傳感器擴(kuò)大頭式安裝方法和數(shù)據(jù)導(dǎo)線無損封存方式,為后續(xù)現(xiàn)場試驗(yàn)硅壓阻式傳感器的安裝提供技術(shù)支持。(3)考慮黏性土中沉樁引起的超孔隙水壓力效應(yīng),提出“界面阻力”概念。界面阻力由黏性土與混凝土板之間黏著力和摩擦力兩部分構(gòu)成,其中黏著力為黏性土與混凝土板的黏聚作用,摩擦力為界面法向土壓力減孔隙水壓力所得有效應(yīng)力與界面摩擦系數(shù)的乘積。(4)綜合國內(nèi)外學(xué)者研究成果,對靜壓樁沉樁機(jī)理進(jìn)行總結(jié),分析在不同地質(zhì)條件下的沉樁特性。深入聊城地區(qū)2處靜壓樁現(xiàn)場對其沉樁阻力進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)測,繪制沉樁阻力與貫入深度關(guān)系曲線,總結(jié)聊城地區(qū)沉樁阻力變化規(guī)律,為實(shí)際工程提供技術(shù)指導(dǎo)。(5)通過ABAQUS軟件對聊城地區(qū)靜壓樁工程二進(jìn)行連續(xù)貫入模擬研究。分析步中控制樁的位移邊界條件使位移貫入法得以實(shí)現(xiàn),選用摩爾-庫倫模型,運(yùn)用非對稱求解器進(jìn)行運(yùn)算,最終獲得較好收斂結(jié)果。對不同深度對應(yīng)的徑向和法向應(yīng)力進(jìn)行分析并采用截面定義的方法對模擬計(jì)算軸力與實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。
【關(guān)鍵詞】：靜壓樁 剪切試驗(yàn) 界面阻力 粗糙程度 沉樁阻力 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU473.1;TU435
【目錄】：

• 摘要9-10
• Abstract10-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 研究背景及意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-20
• 1.2.1 樁-土界面受力機(jī)理試驗(yàn)研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.2 樁-土界面受力機(jī)理理論研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.3 接觸面計(jì)算單元研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.4 數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀18-20
• 1.3 樁-土界面受力機(jī)理研究中存在的問題20
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容20-22
• 第2章 試驗(yàn)方案及過程22-34
• 2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)22-24
• 2.1.1 界面剪切試驗(yàn)原理22
• 2.1.2 試驗(yàn)影響因素分析22-23
• 2.1.3 試驗(yàn)方案23-24
• 2.2 試驗(yàn)儀器介紹24
• 2.3 試驗(yàn)前期準(zhǔn)備24-31
• 2.3.1 土樣制備24-27
• 2.3.2 混凝土板制作27-28
• 2.3.3 傳感器安裝28-31
• 2.4 試驗(yàn)過程31-32
• 2.5 本章小結(jié)32-34
• 第3章 試驗(yàn)結(jié)果與分析34-54
• 3.1 樁-土界面孔隙水壓力數(shù)據(jù)分析34-35
• 3.2 樁-土界面法向土壓力試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析35-36
• 3.3 表面粗糙度對界面阻力的影響36-41
• 3.3.1 表面粗糙度對摩擦系數(shù)的影響39-40
• 3.3.2 表面粗糙度對界面黏著力的影響40-41
• 3.4 土樣含水率對界面阻力的影響41-45
• 3.4.1 土樣含水率對摩擦系數(shù)的影響43-44
• 3.4.2 土樣含水率對界面黏著力的影響44-45
• 3.5 試驗(yàn)剪切速率對界面阻力的影響45-49
• 3.5.1 剪切速率對摩擦系數(shù)的影響48
• 3.5.2 剪切速率對界面黏著力的影響48-49
• 3.6 有效應(yīng)力對界面阻力-剪切位移曲線的影響49-52
• 3.7 本章小結(jié)52-54
• 第4章 靜壓樁沉樁阻力實(shí)測分析54-64
• 4.1 靜壓樁沉樁機(jī)理54-55
• 4.2 聊城地區(qū)地質(zhì)特點(diǎn)55-56
• 4.3 工程一沉樁阻力實(shí)測分析56-61
• 4.3.1 工程概況56-57
• 4.3.2 數(shù)據(jù)采集與分析57-61
• 4.4 工程二沉樁阻力實(shí)測分析61-63
• 4.4.1 工程概況61
• 4.4.2 數(shù)據(jù)采集與分析61-63
• 4.5 本章小結(jié)63-64
• 第5章 靜壓樁連續(xù)貫入數(shù)值模擬研究64-74
• 5.1 ABAQUS軟件應(yīng)用簡介64-65
• 5.2 靜壓樁模擬過程中的相關(guān)問題65-68
• 5.2.1 土體本構(gòu)關(guān)系和材料性質(zhì)65
• 5.2.2 樁身貫入計(jì)算方法65-66
• 5.2.3 網(wǎng)格劃分問題66
• 5.2.4 有限變形問題66
• 5.2.5 重要物理量的選取66-67
• 5.2.6 樁-土間的接觸問題67-68
• 5.3 聊城某工程靜壓樁連續(xù)貫入數(shù)值模擬68-73
• 5.3.1 建立樁和土體部件68-69
• 5.3.2 模型選擇與網(wǎng)格劃分69-70
• 5.3.3 初始地應(yīng)力平衡70
• 5.3.4 數(shù)值模擬結(jié)果分析70-72
• 5.3.5 沉樁阻力模擬與實(shí)測結(jié)果對比分析72-73
• 5.4 本章小結(jié)73-74
• 第6章 結(jié)論與展望74-76
• 6.1 本文主要結(jié)論74-75
• 6.2 進(jìn)一步研究展望75-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表及科研情況80-82
• 致謝82

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：932266