【摘要】：長江上游河段坡陡流急、水位變幅大,地形、地質(zhì)條件復(fù)雜,針對上述問題,大直徑鋼護(hù)筒嵌巖樁基礎(chǔ)能滿足深水碼頭建設(shè)需要,已在長江上游深水碼頭建設(shè)中推廣使用。施工工藝決定了鋼護(hù)筒嵌入基巖的深度很有限,但必須穿過全部地基土體,鋼護(hù)筒與地基土體就會(huì)形成鋼-土界面;嵌巖樁在使用過程中長期受到船舶撞擊力、系纜力等循環(huán)荷載的作用,使鋼-土界面發(fā)生往復(fù)剪切,鋼-土界面的力學(xué)特性對大直徑鋼護(hù)筒嵌巖樁的承載性狀必然產(chǎn)生影響,因此,本文選取重慶地區(qū)大量用作回填土料的泥巖為材料進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)并結(jié)合離散元軟件(Particle Flow Code.PFC),研究了鋼與土界面往復(fù)剪切的力學(xué)特性,具體研究內(nèi)容和研究成果如如下:(1)將ZJ型直剪儀改進(jìn)為能夠滿足粗粒土-鋼界面往復(fù)剪切系統(tǒng),主要增加了驅(qū)動(dòng)器,法向、切向位移測量萬用表,行程開關(guān),將剪切下盒替換為一定粗糙度的鋼板等。結(jié)果表明,該系統(tǒng)能夠得到較為可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。(2)分別揭示了初始法向應(yīng)力、界面粗糙度以及試樣含水率對鋼-土界面往復(fù)剪切特性的影響。利用改進(jìn)的試驗(yàn)儀器,研究了各因素下試樣剪切應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系、法向位移、界面抗剪強(qiáng)度以及試樣c、?的變化規(guī)律。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析,粗粒土-鋼界面往復(fù)剪切強(qiáng)度衰減主要是因?yàn)榻佑|面附近顆粒重分布以及顆粒破碎引起的。(3)基于離散元原理,通過PFC~(2D)建立了巖石試樣單軸壓縮模擬系統(tǒng)。對PFC內(nèi)置的線性粘結(jié)接觸模型細(xì)觀參數(shù)進(jìn)行了敏感性分析。利用不同細(xì)觀參數(shù)對宏觀力學(xué)特性影響的差異性,獲取了泥巖的細(xì)觀參數(shù),通過與單軸壓縮室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果對比發(fā)現(xiàn)模擬效果良好。(4)通過標(biāo)定獲取的細(xì)觀參數(shù),根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)顆粒級配利用PFC~(2D)生成了可破碎的粗粒土顆粒并建立了鋼-土界面往復(fù)剪切模擬試驗(yàn)系統(tǒng)。利用該模擬系統(tǒng),研究了初始法向應(yīng)力、界面粗糙度、剪切振幅、剪切頻率對試樣剪切帶、應(yīng)力分布、顆粒能量以及界面附近孔隙率的影響規(guī)律,對往復(fù)剪切作用下,接觸面附近顆粒剪切特性有了進(jìn)一步了解。
【圖文】：

重慶交通大學(xué)碩士學(xué)位論文平均值 11.797 5.820 2.600 2.475 0.2922.3 試驗(yàn)土料的制備試驗(yàn)所用泥巖顆粒由取自重慶港果園碼頭二期工程建設(shè)區(qū)的完整的弱風(fēng)化泥巖破碎而成。首先對大塊的弱風(fēng)化泥巖進(jìn)行人工破碎，即通過人力將大塊完整的原巖破碎成小于 110mm 的碎石，人工破碎后的泥巖碎石見圖 2-1；然后將人工破碎后的碎石通過 EP-3B 顎式破碎機(jī)進(jìn)行破碎，，該破碎機(jī)的進(jìn)料粒度小于 110mm，出料粒度在 3~40mm，使用破碎機(jī)進(jìn)行顆粒破碎快速方便，經(jīng)破碎機(jī)破碎后的泥巖顆粒見圖 2-2。

重慶交通大學(xué)碩士學(xué)位論文平均值 11.797 5.820 2.600 2.475 0.2922.3 試驗(yàn)土料的制備試驗(yàn)所用泥巖顆粒由取自重慶港果園碼頭二期工程建設(shè)區(qū)的完整的弱風(fēng)化泥巖破碎而成。首先對大塊的弱風(fēng)化泥巖進(jìn)行人工破碎，即通過人力將大塊完整的原巖破碎成小于 110mm 的碎石，人工破碎后的泥巖碎石見圖 2-1；然后將人工破碎后的碎石通過 EP-3B 顎式破碎機(jī)進(jìn)行破碎，該破碎機(jī)的進(jìn)料粒度小于 110mm，出料粒度在 3~40mm，使用破碎機(jī)進(jìn)行顆粒破碎快速方便，經(jīng)破碎機(jī)破碎后的泥巖顆粒見圖 2-2。
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U655.54

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2677795