循环荷载下阶梯形变截面桩复合地基工作性状研究

发布时间：2017-05-04 17:08

  本文关键词：循环荷载下阶梯形变截面桩复合地基工作性状研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：作为一种复合地基形式,近年来阶梯形变截面桩复合地基在工程实际中已有应用。为探讨阶梯形变截面桩复合地基在循环荷载作用下的工作性状,本文以导师的科研项目为依托,采用室内模型试验和FLAC_(3D)软件数值模拟相结合的方法,对循环荷载作用下圆柱形桩和阶梯形变截面桩复合地基的工作性状进行了较为深入的对比研究。获得主要结论如下:1.通过室内模型试验,获得了循环荷载作用下,圆柱形桩和阶梯形变截面桩复合地基的沉降、桩间土沉降、桩顶沉降与循环加载次数的关系曲线;探讨了循环加载次数对桩土应力比、桩身轴力、桩侧摩阻力的影响;得到了复合地基沉降及桩土应力比趋于稳定时的临界循环加载次数。研究结果表明:当循环加载次数小于临界次数,复合地基的沉降随循环加载次数的增加非线性增大;当循环加载次数超过临界次数,沉降趋于稳定;圆柱形桩复合地基的临界循环加载次数基本等于阶梯形变截面桩复合地基的临界循环加载次数;但是圆柱形桩复合地基的沉降明显大于阶梯形变截面桩复合地基的沉降,且圆柱形桩复合地基的桩土应力比和桩身轴力明显小于阶梯形变截面桩复合地基的桩土应力比和桩身轴力。2.运用FLAC_(3D)软件建立了复合地基有限差分模型,室内模型试验结果验证了数值模拟模型的合理性与可靠性。基于FLAC_(3D)软件的数值模拟结果,探讨了循环荷载作用下垫层厚度、垫层模量、土体模量、循环荷载比及桩的长径比等对阶梯形变截面桩复合地基工作性状的影响。结果表明:垫层模量、土体模量、循环荷载比及桩的长径比对阶梯形变截面桩复合地基沉降和桩土应力比有较大的影响,垫层厚度对其的沉降影响不明显,但是对桩土应力比影响显著。
【关键词】：复合地基 循环荷载 阶梯形变截面桩 模型试验 FLAC_(3D)数值模拟
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU473.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-21
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 研究现状11-19
• 1.2.1 竖向荷载作用下单桩复合地基的研究现状11-15
• 1.2.2 竖向荷载作用下群桩复合地基的研究现状15-17
• 1.2.3 复合地基数值模拟的研究现状17-19
• 1.3 研究的主要内容及技术路线19-21
• 1.3.1 研究的主要内容19-20
• 1.3.2 研究技术路线20-21
• 第二章 循环荷载下阶梯形变截面桩与圆柱形桩复合地基模型试验研究21-37
• 2.1 引言21
• 2.2 模型试验简介21-23
• 2.2.1 试验场地21
• 2.2.2 基坑填土21
• 2.2.3 试验模型桩设置21-22
• 2.2.4 测试元件埋设22-23
• 2.3 模型试验23-25
• 2.3.1 复合地基的静载试验23-24
• 2.3.2 复合地基的循环荷载试验24-25
• 2.4 试验结果及分析25-36
• 2.4.1 永久沉降对比分析25-29
• 2.4.2 桩-土应力比对比分析29-30
• 2.4.3 桩身轴力分布规律对比分析30-32
• 2.4.4 桩侧摩阻力分布规律对比分析32-36
• 2.5 本章小结36-37
• 第三章 复合地基的数值模拟37-53
• 3.1 FLAC_(3D)概述37-40
• 3.1.1 基本介绍37
• 3.1.2 FLAC_(3D)的特点37
• 3.1.3 FLAC_(3D)的优缺点37-38
• 3.1.4 FLAC_(3D)分析计算步骤38-40
• 3.2 FLAC_(3D)非线性动力反应分析40-45
• 3.2.1 动力时间步40-41
• 3.2.2 动力荷载的类型与施加方法41
• 3.2.3 边界条件的设置41-43
• 3.2.4 力学阻尼43-45
• 3.3 计算模型45-48
• 3.3.1 创建几何模型并划分网格45-46
• 3.3.2 基本模型及参数46-47
• 3.3.3 循环荷载施加前的初始应力47-48
• 3.4 数值模拟结果分析48-52
• 3.4.1 永久沉降的对比分析48-50
• 3.4.2 复合地基应力场分析50-52
• 3.5 本章小结52-53
• 第四章 阶梯形变截面桩复合地基工作性状的影响因素分析53-68
• 4.1 引言53
• 4.2 桩的几何尺寸及土体参数53
• 4.2.1 桩的几何尺寸53
• 4.2.2 土体参数53
• 4.3 垫层对阶梯形变截面桩复合地基工作性状的影响53-58
• 4.3.1 垫层厚度对阶梯形变截面桩复合地基沉降的影响54-55
• 4.3.2 垫层厚度对阶梯形变截面桩复合地基桩土应力比的影响55-56
• 4.3.3 垫层模量对阶梯形变截面桩复合地基沉降的影响56-57
• 4.3.4 垫层模量对阶梯形变截面桩复合地基桩土应力比的影响57-58
• 4.4 土体模量对阶梯形变截面桩复合地基工作性状的影响58-61
• 4.4.1 土体模量对阶梯形变截面桩复合地基沉降的影响58-60
• 4.4.2 土体模量对阶梯形变截面桩复合地基桩土应力比的影响60-61
• 4.5 循环荷载比对阶梯形变截面桩复合地基工作性状的影响61-63
• 4.5.1 循环荷载比对阶梯形变截面群桩复合地基沉降的影响61-62
• 4.5.2 循环荷载比对阶梯形变截面桩复合地基桩土应力比的影响62-63
• 4.6 桩的长径比对复合地基工作性状的影响63-66
• 4.6.1 桩的长径比对阶梯形变截面桩复合地基沉降的影响63-65
• 4.6.2 桩的长径比对阶梯形变截面桩复合地基桩土应力比的影响65-66
• 4.7 本章小结66-68
• 第五章 结论与展望68-70
• 5.1 结论68-69
• 5.2 展望69-70
• 参考文献70-74
• 攻读学位期间取得的成果74-75
• 致谢75

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本文编号：345457