一、桩基负摩擦力的成因、机理与危害分析(论文文献综述)
邓会元[1](2021)在《滨海吹填围垦区堆载作用下桩基承载特性研究》文中进行了进一步梳理随着我国东部沿海地区经济建设的发展,土地资源紧张已成为制约城市发展的重要因素,为此,滩涂围垦拓展生存空间已成为当前解决土地紧缺问题的主要方式。考虑到滨海围垦区土质较差、软土层较厚,后期围垦填土易诱发土体不均匀沉降及水平侧向变形,造成临近桥梁及建筑物基础发生沉降、开裂、偏移等一系列岩土工程问题,严重影响桥梁等工程正常使用。然而,目前对围垦区桥梁及建筑物的桩基础受堆载影响的承载特性研究相当匮乏,缺乏系统的计算方法与设计理论,既有设计规范已难以对围垦区堆载影响下桩基础进行安全经济设计,这使得堆载作用下桩基础安全经济设计及防护成为制约滨海围垦工程顺利发展的重点难题。因此,迫切需要系统深入开展滨海吹填围垦区堆载作用对临近桩基的影响研究。本文主要由浙江省交通运输厅项目“软土地区吹填(开挖)对桥梁桩基的影响及处理措施研究”(编号:2014H10)、“深厚软基路段桥梁工程桩基长期沉降特性研究”(编号:8505001375)资助。本文以理论推导及试验研究为主,经过大量文献调研及归纳总结,系统地开展了滨海吹填围垦区堆载作用下桩基承载特性研究。本文所做主要工作及结论如下:(1)基于滨海软黏土固结排水蠕变试验,通过采用传统元件模型(Merchant模型和Burgers模型)、以及不同经验模型,描述了软黏土固结蠕变特性,揭示了软黏土应力-应变以及应变-时间变化规律;基于传统Merchant模型,引入Abel黏壶单元,采用Caputo型分数阶函数建立了分数阶Merchant蠕变模型。通过分数阶Merchant蠕变模型,预测了滨海软黏土蠕变应变-时间变化规律,发现分数阶模型比传统蠕变模型更适用于描述滨海软黏土蠕变特性;(2)基于Boussinesq附加应力计算理论,推导了矩形分布荷载以及条形分布荷载下堆载区域内和堆载区域外不同土体深度位置的竖向附加应力理论计算公式;基于Mesri蠕变模型和Boussinesq附加应力计算理论,提出了软黏土地基长期沉降计算方法,对现场局部堆载和路堤条形堆载下地基长期沉降进行了预测分析,论证了沉降计算方法的适用性;(3)基于三折线荷载传递模型,建立了单桩负摩阻力计算方法,推导了弹性、硬化、以及塑性等不同阶段的桩身沉降和轴力的解析解;基于太沙基一维固结理论、Mesri蠕变模型及双曲线模型,建立了考虑固结蠕变效应的桩基负摩阻力计算方法,通过迭代法求解了桩身轴力以及中性点位置。此外,基于建立的负摩阻力计算方法,研究了固结度、桩顶荷载、桩顶荷载和堆载施加次序、桩身刚度、蠕变参数等因素对桩基负摩阻力的影响,发现固结和蠕变沉降会降低桩基承载力、增加桩的沉降,揭示了填土固结场地桩基承载力弱化的病害机理;(4)基于温州围垦区单桩负摩阻力堆载试验,研究了桩身负摩阻力、桩土沉降以及中性点随时间变化规律,通过试验发现堆载后土体沉降、桩基沉降、下拉力随时间基本呈双曲线增加趋势,桩土沉降及下拉力在堆载后3个月左右趋于稳定,揭示了滨海围垦区桩基负摩阻力发挥机制及时间效应特性;(5)基于Boussinesq附加应力改进解,推导了矩形分布荷载、条形分布荷载、梯形条形分布荷载等不同地表荷载分布形式下水平附加应力计算公式及桩身被动荷载计算公式,并进一步推导了被动排桩剩余水平推力。通过考虑临界土压力长期演化及桩周软黏土模量长期蠕变衰减特性,结合非线性p-y曲线模型,基于压力法建立考虑时间效应的被动桩两阶段分析法,通过差分法对被动桩平衡微分方程进行求解;(6)基于温州及台州湾围垦区非对称堆载试验,研究了桩土变形、桩侧土抗力、桩身轴力以及桩身弯矩等参数随时间变化规律,探讨了被动桩开裂问题、被动桩负摩阻力问题、桩侧土绕流机理、桩体遮拦效应以及土拱效应机理,揭示了斜交非对称堆载下弯扭耦合变形机制以及被动桩长期变形病害机理。
张玉巧[2](2020)在《兰州湿陷性黄土场地桩基侧摩阻力特性研究》文中指出随着西部大开发的脚步逐渐加快,我国西北地区大量的城市建筑、工业建筑和道路桥梁建立在湿陷性黄土地基上。这些建(构)筑物在大厚度黄土地区大多采用桩基础,由于湿陷性黄土的特殊湿陷性,在桩基础上产生负摩阻力问题,导致了各类建筑物的不均匀沉降、倾斜、甚至开裂破坏等情况的发生。因此,开展大厚度黄土地区上桩基侧摩阻力特性研究是十分紧迫必要的。本文针对湿陷性黄土场地上的桩基础受力问题,依托兰州某湿陷性黄土场地上的桩基工程,通过荷载传递法对桩身受力特性进行了研究,针对这一问题进行了室内湿陷试验、理论分析和数值模拟,主要完成的工作及取得的研究成果如下:(1)根据室内试验评定黄土湿陷性的方法,以兰州某工程中湿陷性黄土场地为背景,进行了大量的湿陷性室内单轴压缩试验。分析天然密度、干密度、含水率、孔隙比和压缩模量五种影响因素对黄土湿陷性的影响程度;建立孔隙比、含水率、压缩模量与湿陷系数之间的回归模型;根据规范法计算桩周黄土湿陷量随深度的变化趋势,用指数型函数代表黄土浸水湿陷位移曲线。(2)基于荷载传递法,建立了考虑桩周黄土湿陷的单桩受力模型。该模型使用室内试验提出的指数型函数代表桩周黄土湿陷位移曲线;模型承受三种受力条件:桩顶加载、桩周黄土湿陷、同时受到桩顶加载和桩周黄土湿陷;模型中的桩端桩侧均选用三折线传递函数;桩周土体处于三种阶段:全弹性阶段、半弹性半塑性阶段和全塑型阶段;地质条件分为两种:单一均质土层和多层土层。根据以上条件推导桩身位移、轴力和侧摩阻力的解析解。最后,结合工程实例进行计算分析,并用PLAXIS 3D有限元软件对该计算模型进行了验证。(3)以兰州某工程中湿陷性黄土场地为背景,运用PLAXIS 3D有限元软件,对桩周土位移、桩身轴力和桩身侧摩阻力的分布规律进行了模拟分析。考虑桩身整体性和桩-土间相互作用,采用嵌入式梁单元模型和实体桩单元模型,建立在湿陷性黄土场地中桩身受力的三维有限元模型。模型中以土体小应变模型模拟土体;以桩周土体顶面施加均布荷载模拟土体浸水湿陷变形;分单一均质土层和多层土层两种地质条件。通过对桩顶、桩周土顶施加荷载,计算桩周土体位移、桩身轴力、桩身侧摩阻力,对比分析逐渐加荷条件下,不同桩身模型的结果,得到了桩身荷载传递的规律。
胡斌[3](2019)在《高架桥下路面差异沉降分析及防治技术研究》文中指出随着我国基础建设的飞速发展,高架桥成为城市交通系统中的重要组成部分。在高架桥的运营过程中,桥下路面差异沉降现象普遍存在,降低道路使用寿命、影响行车安全。因此,开展高架桥下路面差异沉降机理及防治技术的研究,有效地控制桥下路面的差异沉降、减少路面病害,对于保障道路交通安全具有十分重要的理论及实际意义。本文依托武汉市城建委科研项目《高架桥下路面差异沉降破坏机理及防治技术研究》(NO.2015-44),以高架桥下路面的差异沉降病害为研究对象,采用病害调查统计、现场测试、理论分析、数值模拟、工程应用相结合的方法和手段,研究高架桥下路面差异沉降的机理和影响因素的作用机制,探讨路面差异沉降的综合防治技术,主要研究内容和结论如下:(1)基于高架桥下路面差异沉降病害的调查和统计,分析病害的特征及类型,发现软土地区高架桥下路面差异沉降病害较为严重,且病害多发生于承台过渡段;通过建立高架桥下车辆-道路系统模型,研究路面差异沉降引起的行车附加荷载。结果表明:路面差异沉降加剧了行驶车辆的振动,引起的行车附加荷载循环作用于路面,其中错台型路面病害引起的附加荷载最大。(2)通过分析高架桥下路面差异沉降的形成机理,得出路面差异沉降的成因主要包括:软土地基变形、承台过渡段的相对刚度、高架桥面和桥下路面车辆荷载的长期作用以及其它偶然因素。其中,承台与路基的刚度差异是引起承台跳车现象的主要原因,减轻路面差异沉降病害的关键是要使承台过渡段的刚度均匀渐变。(3)通过建立高架桥下路面沉降数值仿真分析模型,进行路面差异沉降影响因素及敏感性分析。结果表明:软土地基变形模量越大,路面差异沉降越小,在道路设计中,应进行地基加固处理,增加地基刚度;承台埋深越大,路面差异沉降越小,在高架桥桩基设计中,宜使承台埋深大于3m;承台回填土与软土地基相对刚度越小,路面差异沉降越小,在设计施工中,应使回填土与软土地基刚度相匹配。基于正交试验进行影响因素的敏感性分析,承台过渡段的相对刚度及软土地基变形特性是高架桥下路面差异沉降的关键性影响因素。(4)基于承台回填土的刚柔过渡原理,结合工程实际,研究路面差异沉降刚性加固技术及土工格室柔性加固技术的处治效果及适用条件,研究及现场监测结果表明:刚性加固技术对于60 mm以内的路面差异沉降的处治效果较好,适用于高架桥下既有病害道路的修复改造;土工格室柔性加固技术能够使加固范围内的路面沉降差均匀地变化,并减小路面坡度的变化率,适用于新建道路的沉降预防和控制;基于土工格室柔性加固的优化设计,在承台深度范围内,柔性结构层宜采用倒梯形方式、均匀分散地布置3~5层,且顶层厚度不宜小于0.5m;在工程应用中,两种加固方法明显减小了承台过渡段的路面差异沉降,对减轻跳车取得了显着的效果。
高欢[4](2019)在《城市云轨跨地裂缝带变形力学行为及防治对策研究》文中提出地裂缝是一种典型地质灾害,世界范围广泛发育,我国是地裂缝灾害最为严重的国家之一,其中西安地裂缝最典型。西安地裂缝活动对地下空间开发、地面工民建以及桥梁等工程的建设和正常运营构成了严重威胁。本文以西安市高新区云轨示范线工程穿越多条地裂缝为研究背景,基于有限元数值模拟和理论分析方法,开展了地裂缝活动对云轨工程的影响研究,旨在揭示交角、跨长及地裂缝位错量等因素对云轨轨道梁、桥墩和桩基础变形与力学行为的影响规律,确定地裂缝错动作用下桥梁桩基础的变形与受力模式,提出跨越地裂缝带云轨工程的防治措施。主要结论和研究成果如下:(1)基于野外现场调查,查明了高新区云轨工程沿线地裂缝的分布与活动特征,分析了各地裂缝对云轨工程的可能影响及危害程度,确定了地裂缝影响等级。(2)基于有限元数值模拟,开展了正交跨越地裂缝带云轨工程的变形与力学行为的研究,揭示了地裂缝错动作用下地层应力重分布与位移场变化规律,给出了地层竖向应力变化范围与埋深关系的量化拟合公式:f(h)=Ah3+Bh2+Ch+D;根据模拟结果分析了云轨轨道梁、桥墩、桩基础在地裂缝上、下盘的位移变形特征。(3)考虑云轨工程与地裂缝带斜交工况(θ=60°和θ=30°),开展了云轨工程斜交跨越地裂缝带的变形与力学行为研究,得到地裂缝错动作用下地层和轨道梁的空间三向运动具有一致性的规律,随着交角减小二者在水平横向和竖向的位移差异最大;根据模拟结果分析了交角θ对桥墩倾斜度、桩基内力、变形特征的影响规律。(4)基于荷载传递法,推导了地裂缝错动作用下桥梁桩基的侧摩阻力、桩身任一截面的轴力及桩基础沉降计算公式,确定了地裂缝场地桩基破坏变形的力学模式。(5)基于二维有限元数值模拟确定了地裂缝对云轨工程的影响范围,即上盘影响区宽度为14m,下盘影响宽度为10m。(6)通过云轨简支梁桥跨地裂缝带不同跨长的数值模拟计算,分析了地裂缝错动作用下不同跨长简支梁桥的轨道梁与桥墩的倾斜变形特征,经过比选确定了云轨简支梁桥的最优跨长即正交时简支梁桥跨长为35m、60°斜交时跨长为35m和30°斜交时跨长为45m。
史玉金[5](2018)在《上海地区地面沉降新特征及对重大市政设施影响研究》文中研究表明上海位于长江入海口,具有厚度为150-350m的第四纪沉积物,包含五个主要承压含水层和11个100m以浅的工程地质层。长期的地下水采灌和工程建设活动诱发的地面沉降是上海市主要地质灾害之一,引起了城市轨道交通、高架道路、跨江大桥等重大基础工程设施不均匀变形,严重威胁到城市生命线安全。本文基于作者长期工作中参与现场监测获得的数据,结合原位试验和数值模拟等手段,探讨了上海地面沉降的时空新特征及其影响因素,并以上海市轨道交通、高架道路和跨江大桥等研究对象,深入分析了区域地面沉降对重大基础工程设施运营安全的影响,主要内容如下:(1)获得了上海市地面沉降时空分布新特征:地面沉降整体减缓但不均匀沉降显着、深部土体膨胀而浅层不均匀压缩。1999年前后,承压含水层水位经历了从下降到上升的过程,除第四含水层外,其他承压含水层的变形与水位的升降一致,第四承压含水层1999年后持续压缩,2009年后开始膨胀,地面沉降整体减缓。随着深层土体从压缩转为膨胀,上海市全市地面沉降控制在6mm范围以内。受岩土工程活动的影响,浅部土层持续压缩,中心城区不均匀沉降比较严重。基坑工程诱发的不均匀沉降中,开挖卸荷影响13倍开挖深度范围内的土层,减压降水最大影响范围超过10倍开挖深度。(2)在综合分析轨道交通结构纵向弯曲变形特征和发展趋势的基础上,提出采用曲率半径和相对变曲双指标评估其安全运营状态。由于地面沉降的累积效应,导致不同时期修建的轨道交通出现全线沉降、局部隆起、部分隆起和全线隆起现象,累积沉降或隆起量与建成时间紧密相关。随着深部土体膨胀、地面沉降整体减缓特征出现,沉降累积量逐渐减小,轨道交通整体上浮,但上浮量较小。由于浅层持续不均匀压缩,轨道交通结构局部纵向完全变形明显。采用曲率半径或相对变曲中任一单一指标来评估可能会误判其严重程度,因此建议采用两个指标综合分析。(3)获得了不同地质分区和不同基础形式下城市道路随地层变形的规律。受区域地面沉降的影响,上海中环线在地面沉降期间全线下沉,部分高架道路在深部土体膨胀特征出现后隆起。中环线的变形与其基础形式和所处的地质环境密切相关。地面道路的沉降与邻近地面沉降接近。高架道路的变形发展趋势与高架桩端以下土体的压缩和膨胀趋势一致。由于桩端的刺入,高架的沉降量略大于桩端以下土体的压缩量。高架的隆起主要受深部地层变形的影响,地面道路的沉降受深部地层变形和工程建设活动的综合影响。(4)在获得跨江大桥长期沉降特性的基础上,阐明了区域地下水采灌引起跨江大桥长期差异沉降的原因。深部地层压缩期间,大桥桥墩沉降呈线性增加,浦西桥墩沉降明显大于浦东桥墩,最大差异沉降达到225mm。地面沉降新特征出现后,大桥桥墩的沉降相对较小,但仍呈现出浦西桥墩沉降大于浦东桥墩沉降的特点。深部地下水的区域性差异采灌诱发的深部地层不均匀变形是导致大桥桥墩出现不均匀沉降的主要原因。
张延杰[6](2017)在《人工制备湿陷性黄土工程性质与深基础竖向承载力计算方法研究》文中研究说明近年来,湿陷性黄土地区基础设施建设大规模展开,建设场地由低阶地向高阶地发展,由于对黄土特殊的工程性质认识不够深入全面,造成大量的工程失效和工程事故,同时,不少工程又因过于保守,夸大了黄土湿陷性的影响,造成工程建设投资浪费,存在理论与实际之间的矛盾。因此,需结合黄土工程与黄土力学,对黄土湿陷性、深基础负摩阻力等本质问题进行深入研究,揭示黄土工程问题发生的内在机理,为科学合理的工程设计和建设提供理论依据。天然黄土由于具有较强的结构性,在取样过程中不可避免的应力释放,运输及制样过程的扰动,黄土已非“原状”。同时,天然黄土在其湿陷性、干密度、含水量、抗剪强度等方面由于地理和空间位置的不同,试验结果离散性较大,很难直接进行对比分析。在黄土与基础结构相互作用的模型试验中,往往采用重塑黄土填筑模型,破坏了天然黄土的结构性。为此,本论文进行人工湿陷性黄土制备技术与方法研究,获得可模拟不同湿陷程度的人工湿陷性黄土最佳配合比与控制标准,使试验结果具有重复性和可控性。针对湿陷性黄土地区常采用的桩基础和具有广阔应用前景的地下连续墙基础,采用人工制备湿陷性黄土作为地基土填筑材料,进行地下连续墙和桩基室内浸水模型试验研究,分析湿陷性黄土地基中深基础的荷载传递机理与负摩阻力分布特征,验证人工湿陷性黄土制备技术与方法的合理性和可推广性,提出并改进考虑负摩阻力的深基础竖向承载力计算方法。主要研究内容和创新如下:(1)选取砂、石英粉、膨润土、石膏、工业盐作为基本材料,采用空中自由下落法,进行人工湿陷性黄土制备,将人工制备湿陷性黄土的物理力学性质指标及微观结构与天然黄土进行对比分析,提出一套人工湿陷性黄土制备技术与方法。并选取黏土矿物含量、压实度、初始含水率和浸水压力等湿陷影响因素,进行正交试验和单因素分析试验,探讨各因素对湿陷性的影响程度与规律。研究表明,空中自由下落方法应用于人工湿陷性黄土的制备,能够模拟风成黄土的沉积过程和形成条件,所制备的试样具有与天然湿陷性黄土类似的大孔隙性和多孔性,其物理力学性质指标与天然黄土基本一致,浸水后产生较大的湿陷变形,可用于湿陷性黄土与构筑物相互作用模型试验相似材料。(2)对人工制备湿陷性黄土进行扫描电子显微镜测试,定性分析初始含水率、压实度和固结压力对土体微观结构的影响。通过提取各向异性、等效直径、扁圆度、充填比和面积比等微观结构参数,建立微观结构参数与宏观力学参数黏聚力、内摩擦角和湿陷系数之间的相关关系,从微观结构角度,探讨黄土湿陷的影响因素与机理。研究表明,面积比、各向异性与抗剪强度指标相关性最显着;面积比、等效直径和各向异性与黏聚力、内摩擦角呈正相关,扁圆度和充填比与黏聚力、内摩擦角呈负相关。湿陷系数与微观结构参数的关系与抗剪强度相反,等效直径和充填比对湿陷系数影响较为显着。(3)采用人工制备湿陷性黄土作为地基,开展地下连续墙基础极限承载特性与浸水条件下承载特性模型试验,并结合数值模拟结果,分析地下连续墙墙身轴力、墙身侧阻力、荷载分担比、中性点深度、负摩阻力分布等变化规律。研究表明,地下连续墙竖向承载力由外墙侧摩阻力、内墙侧摩阻力、墙端阻力和芯土反力组成,四者呈异步发挥状态,地下连续墙为端承摩擦型基础。浸水湿陷后,中性点深度比在0.640.73之间,与桩基中性点实测结果较为接近。内墙侧摩阻力与芯土反力能够有效减小地下连续墙基础的附加沉降。(4)开展超长单桩和超长群桩基础极限承载特性与浸水承载特性模型试验,分析超长单桩与群桩基础极限承载力、荷载传递机理、中性点深度和负摩阻力发展变化规律。研究表明,地基浸水后,随浸水时间的持续,湿陷量时间关系曲线主要表现为初期平缓段、浸水陡降段、中期平缓段和停水后平缓段。负摩阻力自上而下发展,中性点深度逐渐下移,中性点位置与建筑桩基技术规范推荐值较为接近。当土层湿陷变形处于浸水陡降期时,作用于桩上的下拉荷载迅速增加,导致桩身轴力和桩端荷载增大,群桩基础沉降也逐渐增大,土层的湿陷与桩侧负摩阻力、群桩基础沉降的发生与发展呈现出同步趋势。(5)根据对现场桩基浸水试验数据、地下连续墙和群桩基础浸水模型试验结果分析,对负摩阻力的分布形式采用抛物线拟合分析,提出了因湿陷产生的下拉荷载计算方法—抛物线法。抛物线法考虑了负摩阻力沿桩身的实际分布形式,通过积分得到下拉荷载,当负摩阻力最大值出现深度取为中性点深度的0.5倍,负摩阻力最大值取为负摩阻力平均值的1.5倍,采用抛物线法计算的下拉荷载与实测结果误差在10%以内,更具合理性和可靠性,可有效降低因下拉荷载过分夸大而造成的大量工程投资浪费。
张新蕾[7](2016)在《自重湿陷性黄土中桩基负摩阻力特性研究》文中研究表明随着自重湿陷性黄土场地中建设项目的增多,伴随出现的桩基负摩阻力问题日益复杂,桩基负摩阻力在不同工况及土层条件下差异很大。为深入研究桩土相互作用,分析区域性自重湿陷性黄土中桩基负摩阻力的特性,避免直接应用相关技术规范造成的偏差,结合荷载传递法与试验研究法,对自重湿陷性黄土中桩基负摩阻力的相关问题进行研究,主要结论如下:(1)参考大量资料,结合室内试验,研究西安某区域自重湿陷性黄土变形特性及影响因素,确定各因素影响权重,选取天然含水量、天然孔隙比、塑性指数建立该区域黄土自重湿陷系数的预测模型。(2)应用模糊数学法评价该区域黄土的湿陷性,建立天然含水量及天然孔隙比与黄土自重湿陷系数间模糊关系矩阵,利用模糊近似推论,通过信息集中,进行误差分析,验证模型的可靠性,评价研究区域黄土的湿陷性。确定其湿陷类型为自重湿陷性,湿陷等级为Ⅱ级,为类似工程提供参考。(3)基于荷载传递法,选取双折线传递函数,建立了考虑自重湿陷性黄土浸水引起负摩阻力效应的单桩受力模型,假设土层浸水沉降曲线符合直线或指数分布,推导出在荷载、浸水、荷载及浸水共同作用三种条件下摩擦型单桩的负摩阻力、中性点位置以及桩身轴力的解析表达式。结合实例,分析土层性质及桩身参数对桩身受力的影响。(4)选择西安某区域进行了试坑及桩基浸水试验,得出该地区地表累计沉降曲线随土层深度变化呈指数分布。试坑各截面均呈高斯分布,试坑地表沉降量从试坑中心向试坑外方向逐渐减小,据此可确定试坑浸水影响范围;对比天然状态及浸水条件下桩身轴力及桩侧阻力的试验与理论计算结果,分析浸水对自重湿陷性黄土中单桩受力影响。
邓会元[8](2015)在《大面积堆载下桥梁桩基负摩阻力试验与数值分析》文中提出沿海地区主要通过吹填淤泥及泥沙进行围垦,由于吹填区域土质较差,淤泥软弱土层较厚,排水固结时间漫长,灵敏度高,强度低,在后期填土作用下,土体会产生很大的固结沉降,易对临近桥梁基础产生较大的负摩阻力,降低桩基承载力,增加桥梁的沉降。在沿海吹填及软土地区因桩基负摩阻力过大导致严重的工程事故时有发生,造成后期补救措施成本较高。目前,国内外对桩基在沿海吹填地区深厚软土地质条件下负摩阻力研究较少,特别是现场试验相关研究更少。所以,展开吹填区后期填土对桩基承载特性影响的研究,具有非常重要的理论意义和工程实用价值。本文结合台州湾大桥工程建设,在箬横段选取三根桩基进行大面积堆载下桥梁桩基负摩阻力试验,按照堆载方案要求堆载一定的面积和高度,模拟沿海吹填区域后期填上对桥梁桩基负摩阻力的影响,并结合不同理论方法计算进行对比分析。同时采用数值模拟手段,利用岩土通用软件FLAC 3D模拟实际堆载尺寸、模拟不同堆载面积、模拟不同堆载高度,分析不同工况条件下对桥梁桩基负摩阻力的影响。主要内容和结论如下:(1)对台州湾大桥箬横段接线工程三根工程试桩进行平衡堆载,近似模拟后期大面积填土对桥梁桩基的影响。试验在桩中埋设钢筋计,测试出桩身内力,在桩顶及周围地表埋设沉降标,测试桩顶及地表的沉降大小。进行了为期三个月左右的长期观测,现场实测结果表明,堆载高度达到4m高度时,负摩阻力总和达到2687kN左右,中性点深度约为29.5m,且负摩阻力的发展是随时间而变化的,在实际工程中应充分考虑负摩阻力的影响。(2)利用Bjerrum建议方法、公路桥涵地基与基础规范法、美国Garlanger等人建议方法、日本建筑基础构造设计规准及层状土迭代法等理论计算方法计算桩基的负摩阻力,计算结果表明,规范法计算出的总负摩阻力比实测值偏大,Bjerrum建议方法计算结果与实测结果较接近,可作为本地区类似工程桩基负摩阻力设计,而其他方法计算结果与实测结果差异较大。(3)利用FLAC 3D软件模拟后期填土对桥梁桩基的影响,考虑到实际堆载面积及堆载高度有限,本文模拟了不同堆载面积及不同堆载高度范围大小对桥梁桩基的影响。模拟堆载面积影响时,结果表明,当堆载面积较小时,堆载面积增加对桩基负摩阻力增加较明显;当堆载面积较大时,堆载面积增加对桩基沉降影响较显着,桩端沉降也很大,但总负摩阻力增长不明显。与较大面积堆载尺寸比较,现场堆载试验的尺寸面积明显存在局限性,产生的桩基负摩阻力以及中性点深度较小。模拟堆载高度影响时,结果表明,随着堆载高度的增加,桩基负摩阻力总和与桩基沉降出现非线性增长。
董晓明[9](2013)在《基于黄土非均匀湿陷变形的桥梁群桩基础承载特性研究》文中进行了进一步梳理由于湿陷性黄土特殊的结构特性,使得黄土地区的非均匀湿陷性时常会对桥梁桩基等一系列工程造成威胁,甚至产生严重破坏,因此,如何确定非均匀湿陷黄土区桩基承载力和桩侧负摩阻力大小是桥梁桩基设计中亟待解决的关键问题。本文依托山西河运高速大厚度黄土地区非均匀湿陷条件下的桥梁桩基项目,以研究非均匀湿陷条件下群桩受力特性和桩侧负摩阻力工作机理为主线索,以确定浸水前后桩基承载力和建立非均匀变形下桩基负摩阻力模型为主要目标,论文在总结国内外研究现状的基础上,利用现场试验、室内模型试验、理论方法和数值模拟,对非均匀湿陷黄土地区群桩基础承载特性和负摩阻力受力特性进行了系统的研究,研究成果为填补黄土地区非均匀湿陷条件下桥梁群桩负摩阻力研究方面的空白提供了理论依据和参考。主要研究成果如下:1.进行了现场桩基浸水载荷试验,将桩基沉降、桩身轴力和侧摩阻力进行了监测和分析,对黄土天然状态与浸水后的桩基受力特性进行对比研究,揭示了该地区黄土的非均匀湿陷特性,总结了地面浸水的时序问题对桩基受力特性的影响,归纳了浸水期间和停水后黄土湿陷和时间的关系,分析了天然状态、先浸水和后浸水三者桩基承载力的关系,并肯定了采用控制变量法桩基浸水试验来研究湿陷性黄土地区桩基负摩阻力的可行性和有效性。2.采用自行研发的一套室内模型装置,进行了土体非均匀变形条件下的单桩、群桩系列的模型试验,对桩顶沉降、桩身轴力、桩侧摩阻力、桩端阻力等一系列受力特性进行研究,探讨了黄土非均匀变形条件下荷载传递的工作机理,首次研究了黄土非均匀变形对桩基承载力的影响,分析了黄土非均匀变形条件下不同位置的基桩的受力特性,并进一步研究了不同桩端土、不同桩间距对群桩效应的影响。3.开展了桩-土界面摩擦性状试验,探求黄土增(减)湿对桩侧摩阻力的影响,通过改变桩侧土的含水率,研究了黄土增(减)湿对桩侧剪应力的变化规律,确定了最大剪应力与相对位移的关系,提出了该类似地区桥梁桩基桩-土界面的剪力传递函数。4.基于桩基负摩阻产生机理,结合负摩阻力的影响因素和现场桩侧负摩阻力的受力特性,确定了桩土相对位移的计算模型,推导了中性点和最大负摩阻力的位置,建立了“抛物线”式的单桩负摩阻力计算模型,并在单桩负摩阻力模型的基础上提出了群桩负摩阻力的计算方法和群桩负摩阻力修正系数,并将理论结果与现场工程实测数据进行对比验证,进一步预估了不同桩数群桩的下拉荷载。5.运用有限元ADINA软件,基于黄土湿陷的机理,提出了用密模修正法模拟黄土湿陷变形的新方法,用图形可视化和数据分析软件对数据处理,验证了密模修正法模拟自重湿陷性黄土湿陷变形的可行性,并结合现场桩基浸水试验,确定了该类似黄土地区的密模修正系数,推导了黄土湿陷后土体任一深度的沉降关系式。6.依托山西河运高速桥梁桩基项目,运用强大的有限元软件对群桩载荷试验和群桩浸水负摩阻力受力特性进行数值模拟,研究了群桩在竖向荷载作用下的承载力性状、承台性状、桩-土位移、桩身轴力和基桩侧摩阻力的变化规律,并运用密模修正法对黄土湿陷条件下的群桩负摩阻力进行研究,分析了不同位置的基桩的受力特性,结合理论分析和现场试验,预估非均匀湿陷黄土地区群桩的下拽力,为今后类似工程提供一定的借鉴意义。
苑晓锋[10](2012)在《黄土高边坡桥台稳定性分析》文中研究表明随着国家经济的迅速发展及西部大开发等战略计划的顺利推进,我国公共设施与基础设施的建设将蓬勃发展,公路、铁路、地铁等交通设施的建设是西部大开发中的重中之重,大量的黄土边坡稳定性及黄土地基构筑物的稳定性问题成为亟待研究与解决的问题。本文以庄科咀大桥0#桥台为工程背景,首先分析0#桥台所在黄土高边坡的稳定性,而后应有有限元软件MIDAS-GTS建立三维黄土边坡-桥台-桩基有限元分析模型,分析典型工况下桥台体系的整体稳定性;再考虑黄土的湿陷性及黄土边坡加固措施,定量分析其对桥台体系稳定性的影响。本文的主要研究内容及结论如下:(1)应有有限元软件,根据《铁路特殊路基设计规范》(TB10035-2006)和《铁路工程抗震设计规范》(GB50111-2006)规定,基于地质勘测资料及同类研究结论所设定的黄土边坡材料参数,按照设计1:1边坡坡率,每级高度设定为10m,宽度平台为2m的边坡模型分析黄土高边坡稳定性。对比分析可知,黄土的湿陷性对黄土边坡的稳定性影响不可忽视,湿陷及地震力作用不仅仅导致黄土边坡稳定性系数大幅降低,同时,使得黄土边坡的整体位移及塑性应变区均出现较大的变化,使得黄土边坡的稳定性及黄土地基上的构筑物稳定性受到威胁。(2)应用有限元软件MIDAS-GTS建立的三维有限元黄土边坡-桥台-桩基体系,分析其在典型工况下的稳定性。分析可知,各工况下整体最大纵向位移出现于桥台前端黄土边坡位置,最大竖向位移出现于桥台台后填土部位;存在两个典型的塑性区,其一位于桥台前端黄土边坡应变塑性区,另一个位于桥台台后填土挤压塑性区;桩基受力范围集中于距桩顶2/3范围内,整体表现为砂质黄土范围内桩基受力更加明显,而泥岩层范围内桩基的受力相对较小。(3)针对地震力对于桥台体系稳定性的影响,通过有限元分析可知,地震力对黄土边坡-桥台-桩基体系的整体纵向水平位移与桩基的纵向应力影响较为明显;同时,地震力作用下,位于台前的塑性应变区与位于台后的挤压塑性区有贯通趋势。(4)通过有限元软件MIDAS-GTS建立三维有限元分析模型模拟黄土的湿陷性对于黄土边坡上桥台体系稳定性的影响。黄土湿陷对整体纵向及桩基纵向位移影响较为显着,极易导致黄土边坡纵向失稳,而对整体竖向位移与桩基的竖向位移影响较小;黄土湿陷使得黄土塑性区域加大,同时,桥台前端应变塑性区与桥台台后填土挤压塑性区存在贯通危险;黄土湿陷对桩基竖向应力影响明显,而对桩基纵向应力基本没有影响。(5)通过有限元软件MIDAS-GTS建立三维有限元分析模型,分析边坡加固措施对边坡-桥台-桩基体系整体稳定的影响。黄土边坡的加固对黄土边坡整体承载能力的提高是比较明显的,同时,对于土体的位移、桥台体系的纵向位移均有较为理想的减少,对于桩基的竖向位移则基本无改善;对于黄土边坡体系的塑性区的缩小有一定的影响;对于桩基纵向应力减小比较明显,而对于竖向应力则基本没有影响,但从侧面反映出桩基水平承载能力的提高更有利于桩基竖向受力能力的发挥。
二、桩基负摩擦力的成因、机理与危害分析(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、桩基负摩擦力的成因、机理与危害分析(论文提纲范文)
(1)滨海吹填围垦区堆载作用下桩基承载特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 研究背景及研究意义 |
1.2.1 吹填围垦工程特性 |
1.2.2 滨海围垦滩涂现状 |
1.2.3 堆载引起桩基工程危害问题 |
1.2.4 研究意义 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 堆载下软黏土变形特性研究现状 |
1.3.2 对称堆载下桩基负摩阻力研究现状 |
1.3.3 非对称堆载作用下被动桩研究现状 |
1.4 堆载对桩基影响现状分析评价 |
1.5 主要研究内容及技术路线 |
第二章 滨海软黏土蠕变特性及沉降规律 |
2.1 滨海典型软黏土固结蠕变特性试验研究 |
2.1.1 温州地区典型软黏土固结蠕变特性试验分析 |
2.1.2 杭州湾滩涂区典型黏性土固结蠕变特性试验分析 |
2.2 软黏土蠕变模型及参数辨识 |
2.2.1 经典元件模型 |
2.2.2 经验模型 |
2.2.3 分数阶蠕变模型 |
2.2.4 流变模型对比分析 |
2.3 堆载作用下基于Mesri蠕变模型土体沉降预测方法 |
2.3.1 堆载作用下附加应力计算 |
2.3.2 基于Mesri蠕变模型地基沉降计算方法 |
2.3.3 局部堆载沉降预测实例分析 |
2.3.4 条形路堤堆载沉降预测实例分析 |
2.4 本章小结 |
第三章 对称堆载下桩-土相互作用机理及现场试验 |
3.1 对称堆载下桩基负摩阻力产生机理 |
3.2 土体竖向位移作用下桩-土极限负摩阻力计算方法 |
3.3 堆载作用下负摩阻力影响深度研究 |
3.3.1 常用计算方法 |
3.3.2 附加应力估算法 |
3.3.3 工程实例分析 |
3.4 基于三折线荷载传递函数的负摩阻力解析解 |
3.4.1 桩周土和桩端土处于弹性阶段 |
3.4.2 桩周土部分进入硬化阶段和桩端土处于弹性阶段 |
3.4.3 桩周和桩端分别处于部分塑性阶段和弹性阶段 |
3.4.4 桩周土部分进入塑性阶段和桩端土处于塑性硬化阶段 |
3.4.5 桩周和桩端处于塑性硬化阶段 |
3.4.6 桩周土进入完全塑性阶段和桩端土进入塑性硬化阶段 |
3.4.7 工程算例分析 |
3.5 基于位移控制双曲线荷载传递函数的负摩阻力数值解 |
3.5.1 土体固结沉降计算方法 |
3.5.2 桩侧摩阻力双曲线传递模型 |
3.5.3 桩端阻力传递模型 |
3.5.4 计算模型的求解 |
3.5.5 算例分析 |
3.6 基于Mesri蠕变模型桩基负摩阻力数值解 |
3.6.1 任意时刻土体沉降计算方法 |
3.6.2 考虑蠕变效应桩基负摩阻力计算模型分析 |
3.7 对称堆载下单桩负摩阻力现场试验及分析 |
3.7.1 试验概述及土层参数 |
3.7.2 静载试验结果分析 |
3.7.3 对称堆载下单桩负摩阻力发展机理现场试验分析 |
3.8 考虑固结及蠕变效应桩基负摩阻力计算分析 |
3.8.1 不同附加应力比影响深度计算分析 |
3.8.2 实测结果对比分析 |
3.8.3 不同固结度影响分析 |
3.8.4 不同桩顶荷载影响分析 |
3.8.5 桩顶荷载和堆载施加次序影响分析 |
3.8.6 桩身刚度影响分析 |
3.8.7 堆载尺寸影响分析 |
3.8.8 蠕变参数影响分析 |
3.9 本章小结 |
第四章 非对称堆载下桩-土相互作用机理及现场试验 |
4.1 基于土压力法被动桩两阶段分析 |
4.1.1 基于土压力法被动桩计算模型 |
4.1.2 被动桩桩侧土压力分布模式 |
4.1.3 堆载下水平附加应力计算方法 |
4.1.4 土体侧向位移作用下桩-土极限抗力计算方法 |
4.1.5 考虑时间效应水平附加应力计算方法 |
4.1.6 被动桩主动侧桩土相互作用计算模型 |
4.1.7 土压力法被动桩桩身响应求解 |
4.1.8 算例分析 |
4.2 非对称堆载作用下被动桩安全距离研究 |
4.2.1 堆载下影响距离范围分析 |
4.2.2 基于变形安全控制影响距离 |
4.3 非对称堆载对临近单桩影响现场试验 |
4.3.1 试验方案及监测元件布置 |
4.3.2 桩身和土体侧向变形实测结果分析 |
4.3.3 桩侧土压力实测结果分析 |
4.3.4 桩身应力实测结果分析 |
4.4 非对称堆载对临近排桩影响现场试验 |
4.4.1 试验概述及土层参数 |
4.4.2 静载试验结果分析 |
4.4.3 非对称堆载试验结果分析 |
4.4.4 侧向堆载下被动排桩桩身被动荷载影响因素分析 |
4.4.5 侧向堆载下被动桩负摩阻力影响分析 |
4.5 考虑时间效应非对称堆载对临近被动桩影响理论分析 |
4.6 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 本文主要创新性成果 |
5.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
作者简介 |
(2)兰州湿陷性黄土场地桩基侧摩阻力特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 桩基负摩阻力发展的国内外研究现状 |
1.2.1 现场试验研究和室内模型试验研究 |
1.2.2 经典理论方法研究 |
1.2.3 有限元数值模拟研究 |
1.3 桩基负摩阻力研究存在的问题 |
1.4 本文主要研究内容 |
1.5 技术路线 |
第2章 黄土湿陷性特性研究 |
2.1 引言 |
2.2 湿陷性黄土基本性质及变形机理 |
2.2.1 兰港务区黄土地质情况 |
2.2.2 黄土土样基本性质 |
2.3 湿陷性研究 |
2.3.1 湿陷系数与天然密度、干密度的关系 |
2.3.2 湿陷系数与含水率的关系 |
2.3.3 湿陷系数与孔隙比的关系 |
2.3.4 湿陷系数与压缩模量的关系 |
2.3.5 湿陷系数多元回归分析 |
2.4 湿陷性黄土地基浸水湿陷量分析 |
2.5 本章小结 |
第3章 单一均质土层桩基负摩阻力理论研究 |
3.1 引言 |
3.2 桩-土体系荷载传递规律 |
3.2.1 基本微分方程 |
3.2.2 桩-土荷载传递函数 |
3.2.3 基本假定 |
3.2.4 竖向荷载作用下单桩荷载传递规律 |
3.2.5 浸水作用下单桩荷载传递规律 |
3.2.6 荷载+浸水作用下单桩荷载传递规律 |
3.2.7 算例分析 |
3.3 本章小结 |
第4章 多层土桩基负摩阻力理论研究 |
4.1 引言 |
4.2 多层土单桩荷载传递规律解析解 |
4.3 荷载+浸水作用下成层土地基中单桩荷载传递规律 |
4.3.1 全弹性阶段 |
4.3.2 半弹性半塑性阶段 |
4.3.3 全塑性阶段 |
4.4 算例分析 |
4.4.1 工程概况及有限元模型 |
4.4.2 计算结果对比分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 湿陷性黄土地区桩基侧摩阻力数值模拟分析 |
5.1 引言 |
5.2 三维有限元软件材料模型 |
5.3 单桩侧摩阻力数值模拟 |
5.3.1 计算模型及参数 |
5.3.2 单一均质土层模型受力分析 |
5.3.3 多层土模型中桩身受力分析 |
5.4 本章小结 |
结论与展望 |
主要结论 |
研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 A 攻读学位期间所发表的学术成果目录 |
附录 B 攻读学位期间所参与的项目基金及项目 |
(3)高架桥下路面差异沉降分析及防治技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究目的和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 研究内容及技术路线 |
2 高架桥下路面病害调查及分析 |
2.1 高架桥下路面病害调查 |
2.2 高架桥下路面病害特征 |
2.3 路面差异沉降病害引起的行车附加荷载 |
2.4 路面差异沉降病害引起的桩侧负摩阻力 |
2.5 本章小结 |
3 高架桥下路面差异沉降机理分析 |
3.1 高架桥下道路软土地基变形 |
3.2 承台过渡段的相对刚度引起的路面差异沉降 |
3.3 车辆荷载作用下的路面永久变形 |
3.4 引起路面差异沉降的其他因素 |
3.5 本章小结 |
4 高架桥下路面差异沉降影响因素敏感性分析 |
4.1 高架桥下路面沉降数值仿真模型 |
4.2 桩基承台埋深对差异沉降的影响 |
4.3 承台过渡段回填土刚度对差异沉降的影响 |
4.4 软土地基对差异沉降的影响 |
4.5 路面行车荷载对差异沉降的影响 |
4.6 影响因素正交试验及敏感性分析 |
4.7 本章小结 |
5 高架桥下路面差异沉降防治技术 |
5.1 承台过渡段的合理设置 |
5.2 刚性加固技术特性及处治效果分析 |
5.3 承台过渡段土工格室柔性加固技术 |
5.4 土工格室柔性加固优化设计 |
5.5 土工格室柔性加固工程应用分析 |
5.6 本章小结 |
6 结论及展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 I:攻读博士学位期间发表的学术论文 |
附录 Ⅱ:攻读博士学位期间参与的科研项目 |
(4)城市云轨跨地裂缝带变形力学行为及防治对策研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状及存在的问题 |
1.2.1 地裂缝研究现状 |
1.2.2 地裂缝活动对城市轨道交通影响研究现状 |
1.2.3 桥梁基桩力学性状研究现状 |
1.2.4 存在的问题 |
1.3 研究内容及技术路线 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
第二章 西安市高新区云轨示范工程沿线地裂缝基本特征 |
2.1 云轨发展概况 |
2.2 西安高新区云轨沿线地裂缝发育特征 |
2.3 小结 |
第三章 正交跨越地裂缝带云轨简支梁桥及基础力学行为研究 |
3.1 有限元数值计算模型 |
3.1.1 工程概况 |
3.1.2 有限元模型建立 |
3.1.3 材料参数与本构模型 |
3.1.4 边界条件 |
3.1.5 工况设置 |
3.2 计算结果及分析 |
3.2.1 地层位移、应力场变化特征 |
3.2.2 轨道梁变形特征 |
3.2.3 桥墩变形特征 |
3.2.4 桩基位移、内力变化特征 |
3.3 小结 |
第四章 斜交跨越地裂缝带云轨简支梁桥及基础力学行为研究 |
4.1 数值计算模型 |
4.2 计算结果及分析 |
4.2.1 地裂缝场地地层变形特征 |
4.2.2 轨道梁变形特征 |
4.2.3 斜交工况-桥墩变形特征 |
4.2.4 桩基位移与内力变化特征 |
4.3 小结 |
第五章 云轨跨越地裂缝带桩基受力理论解析 |
5.1 荷载传递法 |
5.2 地裂缝位错作用下桥基变形与内力力学解析 |
5.3 小结 |
第六章 云轨跨越地裂缝带防治对策 |
6.1 地裂缝引起云轨简支桥梁的破坏模式 |
6.2 地裂缝场地云轨桥梁设防范围研究 |
6.2.1 基于规范确定的地裂缝影响范围 |
6.2.2 基于有限元数值模拟的地裂缝影响范围 |
6.2.3 云轨简支梁桥跨越地裂缝带的纵向设防 |
6.3 跨地裂缝带云轨简支梁桥跨长比选 |
6.3.1 90°正交工况 |
6.3.2 60°斜交工况 |
6.3.3 30°斜交工况 |
6.4 跨地裂缝带云轨简支梁桥防治对策 |
6.5 小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(5)上海地区地面沉降新特征及对重大市政设施影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究现状及进展 |
1.2.1 地面沉降研究概况 |
1.2.2 地面沉降对工程结构影响 |
1.2.3 研究现状小结 |
1.3 研究内容及创新点 |
1.3.1 研究方法和内容 |
1.3.2 论文创新点 |
第二章 上海市地面沉降的最新发展特征与机理研究 |
2.1 引言 |
2.2 地质环境 |
2.2.1 工程地质 |
2.2.2 水文地质 |
2.3 地面沉降发展特征与分布规律 |
2.4 地层变形的特征与规律 |
2.5 深部地下水抽灌引发地层变形的规律 |
2.6 深基坑减压降水引发地层变形的规律 |
2.6.1 现场试验工程概况 |
2.6.2 测量数据变化规律分析 |
2.7 本章小结 |
第三章 上海市地面沉降对轨道交通安全影响 |
3.1 引言 |
3.2 上海市轨道交通变形现状及原因分析 |
3.2.1 轨道交通变形现状 |
3.2.2 轨道交通变形原因分析 |
3.3 区域地面沉降对轨道交通1-4号线安全影响 |
3.3.1 地铁1-4号线基本情况 |
3.3.2 地面沉降引起的隧道长期纵向变形特性 |
3.3.3 地面沉降对地铁隧道弯曲变形的影响 |
3.4 深基坑减压降水引发的地面沉降对轨道交通安全影响 |
3.4.1 某基坑工程施工对轨道交通8号线变形的影响 |
3.4.2 地面沉降与轨道交通变形对比分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 上海市地面沉降对高架道路安全影响 |
4.1 引言 |
4.2 上海市高架道路变形现状 |
4.3 区域地面沉降对中环线变形影响 |
4.3.1 中环沿线工程地质条件及基础设计 |
4.3.2 高架沉降监测分析 |
4.3.3 区域地面沉降对高架道路变形影响原因和机理分析 |
4.4 深基坑减压降水引发的地面沉降对高架道路安全影响 |
4.4.1 某基坑工程施工对3号线高架变形影响 |
4.4.2 长江西路越江隧道浦西工作井深基坑工程对高架变形的影响 |
4.5 本章小结 |
第五章 上海市地面沉降对跨江大桥安全影响 |
5.1 引言 |
5.2 上海市跨江大桥现状 |
5.2.1 跨黄浦江大桥 |
5.2.2 跨长江大桥 |
5.3 上海市跨江大桥变形现状 |
5.3.1 南浦大桥 |
5.3.2 杨浦大桥 |
5.3.3 卢浦大桥 |
5.4 区域地面沉降对南浦大桥变形影响因素分析 |
5.4.1 地质条件 |
5.4.2 基础型式 |
5.4.3 地下水开采与回灌 |
5.4.4 讨论与分析 |
5.5 区域地面沉降对南浦大桥变形影响机理分析 |
5.5.1 区域水文地质特征 |
5.5.2 地下水开采及水位时空分布 |
5.5.3 区域地面沉降特征 |
5.5.4 桥址土层分层沉降 |
5.5.5 讨论与分析 |
5.6 深基坑降排承压水引发的地面沉降对南浦大桥安全影响 |
5.6.1 地铁南浦大桥站基坑施工对大桥变形的影响 |
5.6.2 董家渡隧道修复工程对大桥变形的影响 |
5.6.3 讨论与分析 |
5.7 本章小结 |
第六章 结论 |
6.1 主要结论 |
6.2 研究展望 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
攻读博士学位期间学术成果 |
(6)人工制备湿陷性黄土工程性质与深基础竖向承载力计算方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 湿陷性黄土成因与湿陷机理研究 |
1.2.2 人工制备湿陷性黄土研究 |
1.2.3 湿陷性黄土微观结构研究 |
1.2.4 地下连续墙基础承载特性研究 |
1.2.5 黄土地基群桩基础承载特性研究 |
1.3 本文主要研究内容及创新点 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 主要创新点 |
1.3.3 研究技术路线 |
2 人工制备湿陷性黄土工程性质研究 |
2.1 概述 |
2.2 湿陷性黄土的性质与制备材料选取 |
2.2.1 湿陷性黄土土质特征 |
2.2.2 湿陷性黄土结构特征 |
2.2.3 人工湿陷性黄土制备材料选取 |
2.3 空中自由下落法 |
2.3.1 理想结构模型 |
2.3.2 空中自由下落几何模型 |
2.3.3 试验空中自由下落法 |
2.4 人工制备湿陷性黄土物理力学性质分析 |
2.4.1 人工制备湿陷性黄土矿物元素分析 |
2.4.2 天然黄土物理力学性质分析 |
2.4.3 人工制备湿陷性黄土物理性质分析 |
2.4.4 人工制备湿陷性黄土力学性质分析 |
2.5 人工制备黄土湿陷性分析 |
2.5.1 人工制备黄土湿陷系数分析 |
2.5.2 人工制备黄土累积湿陷量分析 |
2.5.3 初始含水率、压实度与浸水压力对湿陷性的影响分析 |
2.5.4 增湿条件下人工制备黄土湿陷系数曲线特征分析 |
2.5.5 黏土矿物含量、压实度与初始含水率对湿陷性影响分析 |
2.6 湿陷性黄土微观结构分析 |
2.6.1 天然黄土微观结构分析 |
2.6.2 人工制备湿陷性黄土微观结构定性分析 |
2.6.3 人工制备湿陷性黄土微观结构参数计算 |
2.6.4 力学指标与微结构参数相关性分析 |
2.7 本章小结 |
3 湿陷性黄土地基地下连续墙基础模型试验研究 |
3.1 概述 |
3.2 地下连续墙基础模型试验概况 |
3.2.1 试验设计 |
3.2.2 地下连续墙基础模型制作 |
3.2.3 模型填筑及控制 |
3.2.4 测试元件布置 |
3.2.5 试验方案与控制 |
3.3 模型试验结果分析 |
3.3.1 地下连续墙基础极限承载特性分析 |
3.3.2 浸水条件下地下连续墙承载特性分析 |
3.4 地下连续墙承载特性数值模拟 |
3.4.1 模型建立 |
3.4.2 地下连续墙基础竖向承载特性分析 |
3.4.3 浸水条件下地下连续墙承载特性分析 |
3.5 本章小结 |
4 湿陷性黄土地基超长群桩模型试验研究 |
4.1 概述 |
4.2 超长群桩模型试验概况 |
4.2.1 模型桩及承台制作 |
4.2.2 模型填筑与控制 |
4.2.3 测试元件布置 |
4.2.4 模型加载与控制 |
4.3 天然状态下桩基极限承载特性分析 |
4.3.1 单桩竖向极限承载力分析 |
4.3.2 群桩竖向极限承载力分析 |
4.4 土体湿陷变形分析 |
4.5 浸水状态下桩基荷载传递特征 |
4.5.1 浸水状态下桩顶有附加荷载时群桩试验 |
4.5.2 桩身轴力传递特征 |
4.5.3 桩端阻力发挥特征 |
4.5.4 中性点位置分析 |
4.6 桩基对土体湿陷性变形影响分析 |
4.6.1 单桩对土体湿陷性变形影响分析 |
4.6.2 群桩对土体湿陷性变形影响分析 |
4.6.3 土体变形微观分析 |
4.7 本章小结 |
5 考虑负摩阻力的湿陷性黄土地基深基础竖向承载力计算方法研究 |
5.1 概述 |
5.1.1 负摩阻力计算方法 |
5.1.2 湿陷性黄土地基桩基负摩阻力计算方法 |
5.2 负摩阻力抛物线模型 |
5.2.1 负摩阻力分布形式 |
5.2.2 负摩阻力计算模型 |
5.2.3 中性点深度确定 |
5.2.4 负摩阻力最大值出现深度确定 |
5.2.5 负摩阻力最大值计算 |
5.2.6 抛物线法下拉荷载计算 |
5.2.7 讨论 |
5.3 考虑负摩阻力的桩基础承载力特征值计算 |
5.3.1 日本规范法 |
5.3.2 《实用桩基工程手册》法 |
5.3.3 桩基规范法 |
5.3.4 考虑群桩效应的基桩下拉荷载计算 |
5.3.5 模型试验结果验证 |
5.4 考虑负摩阻力的地下连续墙基础竖向承载力特征值计算 |
5.4.1 外墙总极限侧阻力标准值计算 |
5.4.2 内墙总极限侧阻力标准值计算 |
5.4.3 下拉荷载计算 |
5.4.4 总极限端阻力计算 |
5.4.5 总极限承台土反力计算 |
5.4.6 安全系数1K、2K取值 |
5.4.7 试验结果验证 |
5.5 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间的研究成果 |
(7)自重湿陷性黄土中桩基负摩阻力特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 选题背景及研究意义 |
1.1.1 选题背景 |
1.1.2 论文研究意义 |
1.2 国内外桩基负摩阻力研究现状 |
1.2.1 试验研究 |
1.2.2 理论研究 |
1.3 桩基负摩阻力研究趋势及存在问题 |
1.4 研究内容 |
1.5 研究方法 |
1.6 技术路线 |
2 黄土自重湿陷性影响因素分析及湿陷性评价 |
2.1 黄土的主要特征及影响因素 |
2.1.1 黄土的主要特征 |
2.1.2 影响黄土湿陷性的因素 |
2.2 黄土自重湿陷性影响因素试验分析 |
2.2.1 试验基本情况 |
2.2.2 单影响因素影响分析 |
2.3 西安某地区自重湿陷系数预测模型建立 |
2.4 基于模糊数学法评价黄土湿陷性 |
2.4.1 模糊信息优化处理模型 |
2.4.2 模糊近似推论 |
2.5 西安某区域黄土湿陷性评价 |
2.5.1 建立模糊矩阵 |
2.5.2 模糊近似推论 |
2.5.3 信息集中 |
2.5.4 误差分析 |
2.5.5 场地湿陷类型及等级评价 |
2.6 小结 |
3 自重湿陷性黄土中桩基受力分析 |
3.1 自重湿陷性黄土对桩基的影响 |
3.2 桩基负摩阻力理论概述 |
3.2.1 弹性理论法 |
3.2.2 剪切位移法 |
3.2.3 荷载传递法 |
3.3 传递函数的确定 |
3.4 在荷载作用下单桩受力分析 |
3.5 在浸水作用下单桩受力分析 |
3.6 在荷载及浸水共同作用下单桩受力分析 |
3.6.1 桩周土处于弹性变形阶段 |
3.6.2 桩周土处于塑性变形阶段 |
3.7 单桩受力影响因素分析 |
3.7.1 土层性质对桩身轴力影响分析 |
3.7.2 桩身参数对桩身轴力影响分析 |
3.8 小结 |
4 自重湿陷性黄土桩基荷载传递规律实例分析 |
4.1 工程概况 |
4.1.1 场地工程地质条件 |
4.1.2 方案设计 |
4.1.3 试桩试验内容和方法 |
4.2 试坑浸水 |
4.2.1 地表沉降 |
4.2.2 深层土体累计沉降 |
4.3 桩基荷载传递规律对比分析 |
4.3.1 桩身轴力的分布规律对比分析 |
4.3.2 桩身侧摩阻力的分布规律对比分析 |
4.4 小结 |
5 结论与展望 |
5.1 主要结论 |
5.2 研究展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(8)大面积堆载下桥梁桩基负摩阻力试验与数值分析(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 桩基负摩阻力产生的机理及特性 |
1.2.1 负摩阻力产生机理 |
1.2.2 中性点位置确定 |
1.2.3 负摩阻力的时间效应 |
1.2.4 负摩阻力的群桩效应机理 |
1.3 负摩阻力研究现状 |
1.3.1 国外研究现状 |
1.3.2 国内研究现状 |
1.3.3 目前桩基负摩阻力研究存在的问题及不足 |
1.4 降低或消除负摩阻力的措施 |
1.5 本文研究的主要内容及技术路线 |
1.5.1 主要内容 |
1.5.2 研究方法与技术路线 |
第二章 桩基负摩阻力计算方法 |
2.1 桩基负摩阻力理论研究概述 |
2.1.1 弹性理论法 |
2.1.2 荷载传递法 |
2.1.3 剪切位移法 |
2.1.4 经验法 |
2.1.5 层状土迭代法 |
2.1.6 日本远藤(Endo)的计算方法 |
第三章 现场试验研究与分析 |
3.1 依托工程概况 |
3.1.1 工程背景 |
3.1.2 工程概况 |
3.1.3 工程地质条件 |
3.2 现场概况 |
3.2.1 试桩承载力测试概况 |
3.2.2 堆载试验 |
3.3 现场试验仪器 |
3.3.1 钢筋计 |
3.3.2 沉降杆 |
3.3.3 水准仪 |
3.4 轴向力测试及相关指标计算 |
3.4.1 轴力计算 |
3.4.2 摩阻力计算 |
3.5 试验结果分析 |
3.5.1 桩基钢筋计频率记录 |
3.5.2 桩基轴力计算 |
3.5.3 桩侧负摩阻力分析 |
3.5.4 沉降位移监测分析 |
3.6 理论计算分析 |
3.6.1 中性点位置取值分析 |
3.6.2 不同方法负摩阻力计算分析 |
3.7 结论 |
第四章 FLAC 3D数值模拟分析 |
4.1 数值分析理论基础 |
4.1.1 FLAC 3D概述 |
4.1.2 土的本构关系 |
4.2 研究方案及步骤 |
4.2.1 研究方案 |
4.2.2 研究步骤 |
4.3 现场堆载试验数值建模 |
4.3.1 模型构建及重要技术参数确定 |
4.3.2 数值模拟计算结果分析 |
4.3.3 计算结果统计分析 |
4.3.4 小结 |
4.4 不同堆载面积下数值建模 |
4.4.1 不同堆载面积下土和桩的沉降变化规律特性 |
4.4.2 不同堆载面积下桩身内力变化规律特性 |
4.4.3 小结 |
4.5 不同堆载高度下数值建模 |
4.5.1 不同堆载高度下土和桩的沉降变化规律特性 |
4.5.2 不同堆载高度下桩身内力变化规律特性 |
4.5.3 小结 |
4.6 结论 |
第五章 结论及展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
(9)基于黄土非均匀湿陷变形的桥梁群桩基础承载特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题的研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 桩基负摩阻力的研究 |
1.2.2 负摩阻力中性点位置的研究 |
1.2.3 负摩阻力引起的下拉荷载的研究 |
1.2.4 负摩阻力引起桩基沉降的研究 |
1.3 问题的提出 |
1.4 研究主要内容 |
1.5 研究方法与技术路线 |
1.5.1 研究方法 |
1.5.2 技术路线 |
第二章 现场桩基浸水载荷试验的研究 |
2.1 概况 |
2.1.1 工程概况 |
2.1.2 地层结构 |
2.1.3 黄土湿陷性分析评价 |
2.2 试桩设计方案 |
2.2.1 单桩承载力容许值 |
2.2.2 试验方案 |
2.3 应力测试 |
2.3.1 测试要求 |
2.3.2 数据采集 |
2.4 桩基现场浸水试验结果分析 |
2.4.1 黄土非均匀湿陷特性 |
2.4.2 桩基浸水沉降性状 |
2.4.3 桩基浸水期间桩身轴力 |
2.4.4 桩基浸水期间桩侧摩阻力 |
2.4.5 中性点位置的确定 |
2.5 桩基现场载荷试验结果分析 |
2.5.1 桩的承载力性状 |
2.5.2 桩身轴力发挥性状 |
2.5.3 桩侧摩阻力发挥性状 |
2.5.4 极限承载力的确定 |
2.5.5 桩顶荷载对中性点影响 |
2.6 小结 |
第三章 非均匀变形条件下群桩承载特性室内试验 |
3.1 试验内容 |
3.2 试验原理 |
3.2.1 相似条件 |
3.2.2 相似原理 |
3.2.3 确定相似比 |
3.3 设计思想 |
3.4 模型装置 |
3.5 材料的选取与设计 |
3.5.1 桩周土的选取 |
3.5.2 模型桩的选取 |
3.5.3 测试元件布置 |
3.6 试验方案 |
3.6.1 桩基静载试验 |
3.6.2 摩擦性状试验 |
3.6.3 群桩负摩阻力试验 |
3.7 小结 |
第四章 非均匀变形条件下群桩承载特性室内试验结果分析 |
4.1 桩基静载试验 |
4.1.1 单桩承载力分析 |
4.1.2 单桩桩身轴力性状 |
4.1.3 单桩桩侧摩阻力性状 |
4.1.4 群桩承载力性状 |
4.1.5 群桩桩身轴力性状 |
4.1.6 群桩桩侧摩阻力性状 |
4.2 摩擦性状试验 |
4.3 非均匀变形下群桩负摩阻力 |
4.3.1 群桩桩身轴力曲线 |
4.3.2 四根桩负摩阻力特性 |
4.3.3 九根桩承载特性 |
4.4 群桩遮挡效应 |
4.4.1 不同桩端土对遮挡效应的影响 |
4.4.2 桩间距对遮挡效应的影响 |
4.5 小结 |
第五章 桩基负摩阻力理论研究 |
5.1 负摩阻力产生机理 |
5.2 负摩阻力计算方法回顾 |
5.3 建立桩土相对位移模型 |
5.4 中性点的位置 |
5.4.1 摩阻力理论 |
5.4.2 桩土相对位移理论 |
5.5 负摩阻力最大值的位置 |
5.6 单桩负摩阻力模型的建立 |
5.6.1 负摩阻力的影响因素 |
5.6.2 单桩负摩阻力的计算 |
5.7 群桩负摩阻力模型的建立 |
5.7.1 建立群桩负摩阻力模型 |
5.7.2 确定负摩阻力群桩效应 |
5.8 算例分析 |
5.9 小结 |
第六章 基于河运高速桥梁群桩受力特性数值模拟 |
6.1 软件简介 |
6.2 模拟的难点 |
6.3 建立密模修正法计算模型 |
6.3.1 密模修正法的提出 |
6.3.2 密模修正法的取值 |
6.3.3 验证密模修正法的可行性 |
6.4 基于 ADINA 建立群桩模型 |
6.4.1 建模思路 |
6.4.2 模型建立 |
6.4.3 本构模型 |
6.4.4 材料参数 |
6.4.5 边界条件 |
6.5 桩土接触面分析 |
6.6 河运高速浸水试验模拟分析 |
6.6.1 工程概况 |
6.6.2 模型建立 |
6.6.3 模拟结果 |
6.6.4 湿陷性黄土沉降的计算 |
6.7 群桩载荷试验结果分析 |
6.7.1 承载性状 |
6.7.2 承台受力分析 |
6.7.3 桩的位移分析 |
6.7.4 桩周土位移分析 |
6.7.5 桩身轴力分析 |
6.7.6 桩侧阻力分析 |
6.8 群桩负摩阻力结果分析 |
6.8.1 桩身轴力分析 |
6.8.2 中性点位置分析 |
6.8.3 桩侧摩阻力分析 |
6.9 小结 |
主要结论和建议 |
主要结论 |
创新点 |
进一步研究建议 |
参考文献 |
博士期间发表的论文 |
致谢 |
(10)黄土高边坡桥台稳定性分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究的目的及意义 |
1.2 黄土 |
1.2.1 黄土的基本特性 |
1.2.2 黄土湿陷性对黄土物理力学性质的影响 |
1.3 黄土高边坡桥台稳定性研究现状 |
1.3.1 边坡稳定性研究现状 |
1.3.2 边坡稳定性对桥台-桩基体系稳定性的影响 |
1.3.3 黄土高边坡桥台-桩基稳定性分析研究现状 |
1.4 有限元分析及MIDAS-GTS软件简介 |
1.4.1 有限元分析过程 |
1.4.2 MIDAS-GTS有限元软件简介 |
1.5 工程概况 |
1.6 本文研究内容及方法 |
2 黄土高边坡稳定性分析 |
2.1 边坡稳定性分析综述 |
2.2 边坡稳定分析方法 |
2.2.1 极限平衡法 |
2.2.2 滑移线法 |
2.2.3 极限分析法 |
2.2.4 有限元强度折减法 |
2.3 有限元模型分析的关键问题 |
2.3.1 有限元中边坡破坏的判断依据 |
2.3.2 黄土边坡研究工况 |
2.4 黄土边坡稳定性分析模型研究 |
2.4.1 天然状态 |
2.4.2 顶层湿陷状态 |
2.4.3 顶层及中层湿陷状态 |
2.4.4 地震状态 |
2.5 黄土高边坡稳定性研究结论 |
2.5.1 稳定安全系数 |
2.5.2 边坡破坏 |
2.5.3 黄土边坡稳定性研究结论 |
2.6 本章小结 |
3 黄土高边坡桥台稳定性分析 |
3.1 黄土高边坡桥台稳定性分析的关键问题 |
3.1.1 湿陷性黄土侧向变形对黄土高边坡上桥台-桩基体系的影响 |
3.1.2 黄土地基桩基负摩阻力 |
3.2 庄科咀大桥0~#桥台稳定性有限元模型建立 |
3.2.1 边坡-桥台-桩基体系荷载传递机理 |
3.2.2 有限元模型材料参数及本构关系选择 |
3.2.3 模型边界的确定 |
3.2.4 有限元分析模型 |
3.3 黄土边坡-桥台-桩基共同作用的三维模型分析结论 |
3.3.1 恒载工况 |
3.3.2 桥台前端最大偏心工况 |
3.3.3 桥台后端最大偏心工况 |
3.3.4 无车地震工况 |
3.3.5 有车地震工况 |
3.3.6 不同工况下桩基受力对比分析 |
3.3.7 黄土边坡-桥台-桩基体系有限元分析主要结论 |
3.4 本章小结 |
4 黄土湿陷性对黄土边坡上桥台稳定性的影响 |
4.1 湿陷性对黄土地基及构筑物的影响 |
4.2 黄土的湿陷性对于桥台-桩基体系稳定性影响有限元分析 |
4.2.1 分析工况 |
4.2.2 有限元分析结论 |
4.2.3 湿陷性对桩基受力影响 |
4.3 本章小结 |
5 黄土边坡加固对黄土边坡上桥台稳定性的影响 |
5.1 黄土边坡的破坏及防护措施 |
5.1.1 黄土边坡的破坏形态 |
5.1.2 边坡加固的基本措施 |
5.2 黄土边坡加固对桥台整体稳定的影响 |
5.2.1 分析工况 |
5.2.2 有限元分析及分析结论 |
5.2.3 边坡加固对桩基受力影响 |
5.3 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间的研究成果 |
四、桩基负摩擦力的成因、机理与危害分析(论文参考文献)
- [1]滨海吹填围垦区堆载作用下桩基承载特性研究[D]. 邓会元. 东南大学, 2021
- [2]兰州湿陷性黄土场地桩基侧摩阻力特性研究[D]. 张玉巧. 兰州理工大学, 2020(12)
- [3]高架桥下路面差异沉降分析及防治技术研究[D]. 胡斌. 华中科技大学, 2019(01)
- [4]城市云轨跨地裂缝带变形力学行为及防治对策研究[D]. 高欢. 长安大学, 2019(01)
- [5]上海地区地面沉降新特征及对重大市政设施影响研究[D]. 史玉金. 上海交通大学, 2018
- [6]人工制备湿陷性黄土工程性质与深基础竖向承载力计算方法研究[D]. 张延杰. 兰州交通大学, 2017(01)
- [7]自重湿陷性黄土中桩基负摩阻力特性研究[D]. 张新蕾. 西安科技大学, 2016(04)
- [8]大面积堆载下桥梁桩基负摩阻力试验与数值分析[D]. 邓会元. 东南大学, 2015(08)
- [9]基于黄土非均匀湿陷变形的桥梁群桩基础承载特性研究[D]. 董晓明. 长安大学, 2013(05)
- [10]黄土高边坡桥台稳定性分析[D]. 苑晓锋. 兰州交通大学, 2012(02)