钢棒相似土填料复合地基模型试验及数值模拟

发布时间：2022-07-11 17:36

　　垫层是复合地基工作的核心,垫层的变形协调与传力特性是复合地基研究的关键问题。为了探究复合地基垫层工作性能的影响,课题组利用自主开发的多沉陷门模型试验装置,将钢棒相似土（analogical soil）作为垫层填料的试验材料,进行二维模型试验,并安排了9组复合地基垫层相对填料高度h/（s-a）和相对桩间净距（s-a）/a的双因素试验。通过与砂填料试验结果对比,验证了试验的合理性。试验对复合地基垫层颗粒的位移形态变化进行探究,采用载荷计对上部基础底板接触力进行精确测量,并对桩土应力比与荷载分担比进行分析。通过离散单元法（DEM）对模型试验进行数值模拟,并进行复合地基加筋垫层试验,分析加筋垫层的设置对其变形协调能力的影响。通过对各试验结果的分析,获得如下结论:（1）采用粒子图像测试技术（PIV）对复合地基垫层颗粒进行全场位移监测,对复合地基垫层的位移形态进行总结,根据相对填料高度h/（s-a）将颗粒位移形态分为三种模式,即h/（s-a）=1/3时为整体下沉形态,h/（s-a）=2/3时为三角形下沉形态,h/（s-a）=1时为等沉形态。（2）当上部基础底板受力不均匀,会对底板造成冲切破坏,为了... 

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 复合地基的发展及研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 复合地基垫层工作机理研究
        1.2.2 颗粒物质特性研究
    1.3 DEM数值模拟试验研究
        1.3.1 DEM理论及发展
        1.3.2 DEM在复合地基中的应用
    1.4 本文研究内容
    1.5 本文的特色与创新
第2章 刚性基础下复合地基垫层协调工作二维模型试验分析
    2.1 模型试验装置
    2.2 试验垫层材料制备
    2.3 载荷计标定
    2.4 模型试验方案及试验步骤
    2.5 钢棒相似土与砂填料试验结果对比
    2.6 垫层颗粒流动特性分析
        2.6.1 试验图像位移分析
        2.6.2 垫层基础底板受力分析
    2.7 垫层工作特性分析
        2.7.1 桩土荷载分担比分析
        2.7.2 桩土应力比分析
    2.8 小结
第3章 刚性基础下复合地基垫层DEM数值模拟
    3.1 DEM数值建模方法
    3.2 模型建立与参数选取
        3.2.1 DEM模型建立与试验过程
        3.2.2 椭圆钢棒相似土标定
    3.3 数值模拟与模型试验对比结果
        3.3.1 垫层颗粒位移图像对比分析
        3.3.2 垫层基础底板受力分析对比
        3.3.3 垫层工作特性对比分析
    3.4 垫层颗粒组构与力链网络对应关系分析
    3.5 小结
第4章 复合地基加筋垫层工作特性分析
    4.1 土工格栅建立参数标定
    4.2 加筋褥垫层试验安排与模型建立
    4.3 加筋垫层工作特性分析
        4.3.1 DEM试验图像位移
        4.3.2 垫层上部基础底板受力分析对比
        4.3.3 桩土应力比对比分析
    4.5 小结
第5章 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 问题与展望
参考文献
致谢
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本文编号：3658590