输电塔扩底抗拔桩破坏模式分析研究

发布时间：2020-07-21 11:26

【摘要】：扩底桩抗拔基础因其抗拔承载力大、性价比高、施工速度快等优点得到了广泛的应用,其应用领域包括高层建筑、架空输电线路、海上石油钻探平台、地下建筑、桥梁工程等。但在特高压输电线路扩底桩抗拔基础设计中,无法确定扩底桩的破坏模式及其随土质条件的界限范围,让设计人员无所适从,因此需在理论方面深入研究。论文采用理论分析和数值模拟计算相结合的方法,分析研究了扩底桩在不同工程地质条件下的破坏模式及其界限范围。采用有限元软件ABAQUS建立了桩土相互作用的三维有限元分析模型,对扩底桩在上拔荷载作用下的破坏模式进行了深入的探讨,分析了扩底抗拔桩的破坏模式的影响因素。通过理论分析和数值计算分析,发现了粘性土条件下扩底抗拔桩的破坏模式除短桩(第一种)破坏模式和长桩破坏模式之外的短桩第二种破坏模式,并确定了不同土质条件下扩底抗拔桩破坏模式的相应的界限范围。推导了扩底抗拔桩短桩第二种破坏模式下的抗拔极限承载力计算公式。
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM75;TU473.1
【图文】：

扩底抗拔桩,承载力,承载力系数,上覆压力

失[21]。的计算公式部分构成，如图 2-1 所示u s b cP = Q + Q + W力，其计算方法可以参照桩体自身的重量；Qb为：bcQ = π / 4(D d)NωbvQ = π / 4(D d)σ直径；Nc为承载力系数效上覆压力。

剪切法,圆柱面

设当扩底桩受上拔荷载作用并达到破坏延伸到地面的圆柱破坏面[24]。那么扩底身自重、圆柱面内所包含的土体重量、图 2-3 所示）因此，这种假设下的抗拔u m s cP = πD C + W + W( )u vP Kσ = π Δ σ ττ Δ λ+ Ω 身的重量；K 为土体侧压力系数；Ws为的有效内摩擦角，其它符号的意义与前度，从地表到桩底。长桩的承载力计算结果偏于冒进，而对，因此在实际工程中应该谨慎使用。

竖向位移,重力,沉降,土体

图 3-2 有限元分析模型3.5.3 初始地应力平衡天然土体，在自然状态下由于重力的长时间作用已经完成了固结沉降，体此时应该是出于一个有应力而无竖向位移的状态。因为在 ABAQUS 中荷载施加和沉降都是瞬时完成了，如果直接给模型区域内的土体加上重力，那么体就会应重力而产生竖向位移(沉降)，通过初始地应力平衡，要达到土体无位有初始应力的状态[43]，然后在这个基础上再施加外力。下图是本文使用 ABAQ自动地应力平衡之后的结果。

【参考文献】