多年冻土地基不同冰膜厚度基桩长期承载性状模型试验研究

发布时间：2020-12-05 11:15

　　多年冻土区铁路、公路、桥梁桩基础长期承载性状是保证铁路、公路、桥梁运营安全的基础。多年冻土地基中桩基承载性状受到不同冻土类型、不同冻土分区、不同地形地貌、不同地质地温、不同环境、不同施工方式的影响而有很大差异。桩体-冰膜-桩周冻土共同工作构成了冻土地基中桩基的承载力，三者之间的相互作用机理是冻土桩基承载性状的决定因素。桩的长期承载性能将直接影响基础设施的安全。多年冻土性质十分复杂，多年冻土中桩基研究成果不如一般土中桩基那样完善，缺乏对桩土界面冻结摩阻力（冰胶结力）的产生、发展规律的系统研究，对冻土中桩基蠕变过程的定量描述不足。桩土界面问题是基桩承载力的关键，与之相关的研究始终是桩基础领域研究的关键技术问题。多年冻土地基中已有基桩开挖所揭示的现象，在桩体与桩周冻土之间存在薄层冰膜，桩土共同工作的机制需要深入研究桩土界面-冰膜的力学特性，方可深入揭示桩土体系的力学机理。本文在分析了多年冻土地基中竖向单桩承载机理的基础上，基于冻土的物理力学性质，对基桩长期承载特性进行了室内试验研究。本文利用兰州交通大学低温模型试验箱开展试验研究，设置了3种冰膜厚度，分别为1mm﹑2mm﹑3mm，分别对三种冰... 

【文章来源】：兰州交通大学甘肃省

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1. 绪论
    1.1 多年冻土与寒区工程
        1.1.1 冻土的概念
        1.1.2 寒区工程的基础设计原则
        1.1.3 多年冻土区建筑基础的病害分析
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内冻土以及冻土区桩基础研究现状
        1.2.2 国外冻土以及冻土区桩基础研究现状
    1.3 ．本文所做工作
2. 多年冻土的工程特性
    2.1 冻土的物理性质
    2.2 冻土的力学性质
        2.2.1 主要强度指标
        2.2.2 强度的主要影响因素
    2.3 冻土的流变特性
    2.4 多年冻土的工程分类
3. 多年冻土中竖向承载桩的工作机理
    3.1 引言
    3.2 基桩竖向承载力
        3.2.1 单桩承载力的规范算法
        3.2.2 桩的变形计算
        3.2.3 季节融化层的摩阻力
        3.2.4 桩侧冻结强度
        3.2.5 桩端支承力
        3.2.6 桩基的破坏模式
    3.3 桩基的抗冻拔稳定性
        3.3.1 季冻区桩基受力分析
        3.3.2 抗冻拔稳定性条件
        3.3.3 桩基抗冻拔稳定性计算
4. 基桩模型试验及分析
    4.1 模型试验设计
        4.1.1 模型试验的相似理论
        4.1.2 模型试验设备
        4.1.3 模型桩与桩周填土
    4.2 测试方法
        4.2.1 桩的布置
        4.2.2 加载系统与桩顶位移量测
        4.2.3 桩身应变与温度量测
        4.2.4 数据采集仪器
    4.3 不同冰膜厚度基桩承载力试验结果及分析
        4.3.1 加载前承载力估算
        4.3.2 分级加载
        4.3.3 轴力沿桩长分布
        4.3.4 冻结力沿桩长分布
        4.3.5 桩顶位移随时间变化规律
5. 桩一冻土相互作用的有限元模拟
    5.1 有限元软件 MIDAS/GTS 介绍
    5.2 本构模型的选取
    5.3 桩土作用的模拟
    5.4 模型相关参数的选取
    5.5 模型建立
    5.6 基桩长期承载力随温度变化
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


【参考文献】：
期刊论文
[1]多年冻土区单桩承载力研究[J]. 孙修礼.  工程建设与设计. 2008(05)
[2]冻土中单桩抗拔承载力的模型试验研究[J]. 汪仁和,王伟,程永锋.  冰川冻土. 2006(05)
[3]青藏铁路多年冻土区钻孔灌注桩设计几个问题的探讨[J]. 吴少海.  冰川冻土. 2003(S1)
[4]冻结缘和冻胀模型的研究现状与进展[J]. 李萍,徐学祖,陈峰峰.  冰川冻土. 2000(01)
[5]冻土中桩破坏模式的试验研究[J]. 邱明国,李海山,王珂,徐学燕.  哈尔滨建筑大学学报. 1999(05)
[6]冻土的蠕变及蠕变强度[J]. 马巍,吴紫汪,盛煜.  冰川冻土. 1994(02)
[7]多年冻土地区桩基试验研究[J]. 励国良,赵西生,王化卿,陈卓怀.  铁道学报. 1980(01)

博士论文
[1]竖向荷载下基桩承载性状的理论与试验研究[D]. 贺炜.湖南大学 2007

硕士论文
[1]多年冻土区竖向荷载作用单桩变形和承载力研究[D]. 孙雨洋.哈尔滨工业大学 2012
[2]深厚软土层中不同倾角斜桩承载力研究[D]. 潘廷明.西南交通大学 2009
[3]多年冻土地区钻孔灌注桩的有限元分析[D]. 朱德举.东北林业大学 2004



本文编号：2899364