【摘要】：高頻液壓振動(dòng)樁錘具有低振感、低噪音、自重輕、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),所以高頻打樁在國(guó)內(nèi)外許多實(shí)際工程中被廣泛采用。然而,樁的貫入不僅使周圍土體的性質(zhì)發(fā)生變化,而且可能對(duì)鄰近結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。近年來,打樁對(duì)周圍環(huán)境影響的研究一直是一個(gè)重要的課題。本文使用有限元程序ABAQUS建立高頻打樁的三維模型,對(duì)高頻打樁引起的周圍土層性質(zhì)、鄰近樁基以及混凝土框架結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行了研究。主要研究的土體為軟粘土,采用摩爾庫(kù)倫本構(gòu)模型,參數(shù)選用不排水強(qiáng)度指標(biāo),分析步算法采用顯式算法,模型采用有限元與無限元耦合的模型,近場(chǎng)土體采用實(shí)體單元C3D8R,遠(yuǎn)場(chǎng)土體采用無限單元CIN3D8。樁的貫入運(yùn)用了一種特殊的方法,即樁軸線處建立半徑為1mm的管,把管和土之間的接觸設(shè)為光滑,打樁時(shí),土與管分離,樁可以隨著管向下貫入,從而形成了打入樁和周圍土體之間的接觸關(guān)系,其中打入樁和圓管采用剛體模擬。高頻振動(dòng)錘的參數(shù)參考ICE815C振動(dòng)錘參數(shù),力作用在樁頂?shù)膮⒖键c(diǎn)上,荷載曲線采用正弦曲線,打樁頻率取25Hz。本文簡(jiǎn)單闡述了高頻振動(dòng)沉樁以及打樁引起地面振動(dòng)的基本原理,并對(duì)前人所做的研究進(jìn)行了詳細(xì)地總結(jié)和歸納,包括試驗(yàn)研究、理論分析和數(shù)值分析,同時(shí)介紹了有限元程序ABAQUS關(guān)于高頻打樁分析的基本理論。對(duì)高頻液壓振動(dòng)錘沉樁的貫入過程進(jìn)行了有限元模擬,分析了沉樁過程中樁周土體性狀的變化,性狀包括了土體的應(yīng)力、位移、加速度、速度等,研究了振動(dòng)錘參數(shù)、土體參數(shù)、樁徑、樁土摩擦系數(shù)等因素對(duì)貫入的影響。得出了樁尖周圍土體的水平應(yīng)力和豎向應(yīng)力發(fā)生了應(yīng)力突變的現(xiàn)象,即樁周土的應(yīng)力比原來初始地應(yīng)力的數(shù)值大,樁尖兩邊分別出現(xiàn)最大正負(fù)剪應(yīng)力。最后模擬了在鄰近結(jié)構(gòu)旁打樁的過程,包括了在單樁和四根樁的樁旁打樁、帶承臺(tái)的樁旁打樁以及在四層混凝土框架結(jié)構(gòu)旁打樁。分析了貫入過程對(duì)既有樁和混凝土框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移、速度、加速度等的影響,并研究了振動(dòng)錘參數(shù)、土體參數(shù)、樁徑、樁土摩擦系數(shù)等因素對(duì)既有樁內(nèi)力的影響。得出了打樁過程中,既有樁和框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的變化規(guī)律。
【學(xué)位授予單位】：福州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TU753.3

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本文編號(hào)：2538155