本文關(guān)鍵詞：內(nèi)河軟巖地基框架碼頭樁基承載特性研究

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【摘要】：由于山區(qū)地質(zhì)條件的復(fù)雜性,樁土相互作用問題成為研究該地區(qū)碼頭結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。很多碼頭樁基的持力層以軟巖為主,已有的硬巖施工工藝和施工、設(shè)計(jì)規(guī)范不能照搬用于軟巖當(dāng)中。本文基于“十二五”國家科技支撐計(jì)劃課題“山區(qū)河流渠化河段港口碼頭建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究”(2012BAB05B04),通過泥巖-混凝土剪切試驗(yàn)結(jié)果,修正了泥巖-混凝土接觸界面剪應(yīng)力退化模型,提出軟巖嵌巖單樁承載力簡化計(jì)算方法,對ABAQUS軟巖嵌巖單樁荷載傳遞本構(gòu)模型進(jìn)行了二次開發(fā),得到了豎向荷載作用下軟巖嵌巖單樁荷載傳遞機(jī)理及承載特性。本文的主要研究工作及成果如下:(1)泥巖-混凝土接觸界面剪應(yīng)力-剪切位移的變化規(guī)律以及界面強(qiáng)度指標(biāo)研究。通過現(xiàn)場采集中風(fēng)化泥巖試樣,進(jìn)行5組天然、5組飽和狀態(tài)下泥巖-混凝土接觸界面的剪切試驗(yàn)及摩擦試驗(yàn),得到泥巖-混凝土接觸界面剪應(yīng)力-剪切位移的變化規(guī)律及天然、飽和狀態(tài)下泥巖-混凝土接觸界面強(qiáng)度指標(biāo);(2)泥巖-混凝土接觸界面剪應(yīng)力退化模型研究�；趥�(cè)摩阻力軟化模型,結(jié)合泥巖-混凝土接觸界面剪切試驗(yàn)結(jié)果并實(shí)施無量綱歸一化處理,得到泥巖-混凝土接觸界面剪應(yīng)力退化模型參數(shù),修正該模型;另外,也得到了泥巖-混凝土接觸界面剪應(yīng)力退化模型中各參數(shù)與正應(yīng)力相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)公式;(3)軟巖嵌巖單樁承載力簡化計(jì)算方法研究�；跇秱�(cè)摩阻力軟化荷載傳遞模型,提出了軟巖嵌巖單樁承載力的簡化計(jì)算方法,并根據(jù)文獻(xiàn)資料中已有工程實(shí)例原位觀測實(shí)測結(jié)果,論證該計(jì)算方法的正確性及實(shí)用性,為豎向荷載作用下,軟巖嵌巖樁的整體沉降、樁身受力性狀等提供了一定的設(shè)計(jì)參考依據(jù);(4)依托某工程實(shí)例,基于樁側(cè)摩阻力軟化荷載傳遞模型,對軟巖嵌巖單樁承載特性進(jìn)行數(shù)值模擬研究。應(yīng)用大型通用有限元分析軟件ABAQUS建立軟巖嵌巖單樁模型,樁側(cè)與巖石接觸面之間的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系遵循樁側(cè)摩阻力軟化模型,修正了ABAQUS原有的摩擦模型。得到了軟巖地基強(qiáng)度參數(shù)(如:彈性模量、粘聚力、內(nèi)摩擦角)、樁基嵌巖深度、地基坡度變化對嵌巖樁承載規(guī)律的影響,對比分析了土、軟巖、堅(jiān)硬巖地基中樁端巖(土)的變形特性及破壞過程,并探討了軟巖嵌巖樁在豎向荷載作用下,樁側(cè)摩阻力的膨脹滑移和剪切機(jī)制。
【關(guān)鍵詞】：軟巖 嵌巖樁 樁土相互作用 側(cè)摩阻力軟化模型
【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】：2015
【分類號】：U656.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 選題背景9
• 1.2 軟巖基本特性9-14
• 1.2.1 軟巖的定義與分類9-13
• 1.2.2 軟巖的物理力學(xué)特性13-14
• 1.3 嵌巖樁承載特性國內(nèi)外研究方法14-16
• 1.3.1 現(xiàn)場試驗(yàn)法15
• 1.3.2 數(shù)值分析法15
• 1.3.3 室內(nèi)試驗(yàn)法15-16
• 1.4 嵌巖樁荷載傳遞規(guī)律研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4.1 材料及界面本構(gòu)模型16
• 1.4.2 荷載傳遞規(guī)律16-17
• 1.5 主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線17-19
• 1.5.1 主要研究內(nèi)容17-18
• 1.5.2 技術(shù)路線18-19
• 第二章 泥巖-混凝土接觸界面剪切試驗(yàn)研究19-39
• 2.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>19
• 2.2 試驗(yàn)設(shè)備及內(nèi)容19-21
• 2.2.1 RMT-301巖石與混凝土力學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)簡介19-20
• 2.2.2 試驗(yàn)內(nèi)容20-21
• 2.3 泥巖物理力學(xué)特性試驗(yàn)21-25
• 2.3.1 泥巖試樣采集21
• 2.3.2 泥巖物理力學(xué)特性試驗(yàn)過程及結(jié)果21-25
• 2.4 泥巖-混凝土接觸界面剪切試驗(yàn)25-34
• 2.4.1 剪切試驗(yàn)系統(tǒng)25-26
• 2.4.2 剪切試驗(yàn)試件的設(shè)計(jì)及制作26-30
• 2.4.3 接觸界面剪切試驗(yàn)方案30-34
• 2.5 泥巖-混凝土接觸界面剪應(yīng)力-剪切位移曲線34-35
• 2.5.1 天然狀態(tài)下剪應(yīng)力-剪切位移關(guān)系34
• 2.5.2 飽和狀態(tài)下剪應(yīng)力-剪切位移關(guān)系34-35
• 2.6 泥巖-混凝土接觸界面強(qiáng)度35-38
• 2.6.1 接觸界面粘聚力及摩擦角35-37
• 2.6.2 接觸界面摩擦系數(shù)37-38
• 2.7 本章小結(jié)38-39
• 第三章 泥巖-混凝土接觸界面剪應(yīng)力退化本構(gòu)模型39-56
• 3.1 基于接觸界面剪應(yīng)力退化本構(gòu)模型擬合試驗(yàn)結(jié)果39-48
• 3.1.1 接觸界面剪應(yīng)力退化本構(gòu)模型39-41
• 3.1.2 天然狀態(tài)下剪切試驗(yàn)結(jié)果整理41-45
• 3.1.3 飽和狀態(tài)下剪切試驗(yàn)結(jié)果整理45-48
• 3.2 剪應(yīng)力-剪切位移歸一化處理48-49
• 3.3 剪應(yīng)力-剪切位移曲線與正應(yīng)力間的關(guān)系49-55
• 3.3.1 研究思路50
• 3.3.2 剪應(yīng)力-剪切位移曲線與正應(yīng)力關(guān)系研究50-55
• 3.4 本章小結(jié)55-56
• 第四章 基于樁側(cè)摩阻力軟化函數(shù)的軟巖嵌巖樁承載力簡化計(jì)算方法56-77
• 4.1 樁側(cè)摩阻力軟化荷載傳遞函數(shù)56-57
• 4.2 軟巖嵌巖樁承載力簡化算法步驟57-62
• 4.3 軟巖嵌巖樁承載力簡化算法程序流程62
• 4.4 工程實(shí)例62-76
• 4.4.1 工程概況62-64
• 4.4.2 不同巖層樁側(cè)摩阻力-樁巖相對位移曲線64-65
• 4.4.3 基于樁側(cè)摩阻力軟化荷載傳遞函數(shù)擬合實(shí)測結(jié)果65-67
• 4.4.4 各級荷載的加載情況67-68
• 4.4.5 計(jì)算樁頂沉降68
• 4.4.6 計(jì)算軟巖嵌巖樁樁身軸力68-72
• 4.4.7 計(jì)算軟巖嵌巖樁樁側(cè)摩阻力72-76
• 4.5 本章小結(jié)76-77
• 第五章 基于樁側(cè)阻力軟化模型的軟巖嵌巖樁數(shù)值模擬研究77-102
• 5.1 依托工程簡介77-80
• 5.1.1 工程概況77-78
• 5.1.2 依托工程地質(zhì)條件78-80
• 5.2 ABAQUS基于側(cè)摩阻力軟化荷載傳遞模型二次開發(fā)80-83
• 5.2.1 ABAQUS接觸面的切向本構(gòu)模型80
• 5.2.2 ABAQUS基于側(cè)摩阻力軟化模型的編程原理80-83
• 5.3 基于樁側(cè)摩阻力軟化模型的軟巖嵌巖單樁模型建立83-85
• 5.3.1 計(jì)算模型83
• 5.3.2 計(jì)算參數(shù)的選取83-84
• 5.3.3 計(jì)算過程84-85
• 5.4 ABAQUS側(cè)摩阻力軟化荷載傳遞本構(gòu)模型驗(yàn)證85
• 5.5 軟巖嵌巖樁承載機(jī)理85-91
• 5.5.1 豎向荷載作用下嵌巖樁側(cè)摩阻力研究85-87
• 5.5.2 樁端巖石的變形特性和破壞過程分析87-91
• 5.6 軟巖嵌巖單樁承載性能分析91-100
• 5.6.1 地基強(qiáng)度對嵌巖樁承載性能的影響91-97
• 5.6.2 地基坡度對嵌巖樁承載性能的影響97-100
• 5.6.3 嵌巖深度對嵌巖樁承載性能的影響100
• 5.7 本章小結(jié)100-102
• 第六章 結(jié)論及展望102-104
• 6.1 本文主要結(jié)論102-103
• 6.2 進(jìn)一步工作展望103-104
• 致謝104-105
• 參考文獻(xiàn)105-108
• 在學(xué)期間發(fā)表的論文和取得的學(xué)術(shù)成果108-109
• 一、發(fā)表論文108
• 二、授權(quán)專利108-109
• 三、科研項(xiàng)目109
• 四、工程項(xiàng)目109

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：917125