双层地基中V-T联合作用下单桩承载特性分析

发布时间：2022-12-17 22:01

　　近年来,随着我国基础建设的不断推进特别是近海资源的持续性开发,跨江跨海大桥等不断兴建,桩基础由于其承载力高、沉降小及施工方便等优点而得到广泛应用。但由于这类桩基础通常所处的环境复杂,除承受上部结构的竖向力V外,同时会因偏心水平力H的影响受到扭矩T的作用,由此导致复杂的承载变形特性。常规的设计方法通常不能考虑此类工况,难以合理评估桩身承载力,甚至偏于危险。本文基于已有研究并结合国家自然科学基金项目（NO:51578231;NO:51378197）,针对非均质地基中的V-T联合受荷单桩进行了理论简化分析及数值模拟,主要工作如下:首先,视双层地基各层土体的剪切模量与桩侧极限摩阻力均为随深度非线性变化的幂函数分布,分别建立出双层地基中单桩在V和T单独作用下桩身的内力位移控制方程,进而求解得到由贝塞尔函数表示的桩顶及桩身内力和位移解答。在此基础上,假定桩-土相对滑移即土体塑性区由地面开始逐渐向下发展,进而导得相应受力状态下的桩身内力位移解,将以上解答与已有成果进行对比分析,验证了其正确性。其次,基于所导得的单一受荷桩解答,考虑不同加载顺序及桩周土处于不同受力状态,求解出V-T联合受荷桩的内力位移... 

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景及研究意义
    1.2 V-T联合受荷桩的承载力研究现状
        1.2.1 受扭桩承载力的研究现状
        1.2.2 竖向受荷桩研究现状
        1.2.3 V-T联合受荷桩承载力的研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第2章 纯受扭桩的受力性状分析
    2.1 引言
    2.2 受扭桩常用的计算理论
        2.2.1 弹性理论法
        2.2.2 剪切位移法
    2.3 受扭桩的受力性状
        2.3.1 平衡微分方程的建立
        2.3.2 平衡微分方程的求解
        2.3.3 受扭桩弹塑性分析
    2.4 方法验证
    2.5 小结
第3章 竖向受荷桩的受力性状
    3.1 引言
    3.2 竖向受荷桩常用计算理论
        3.2.1 剪切位移法
        3.2.2 荷载传递法
        3.2.3 弹性理论法
    3.3 竖向受荷桩的受力性状
        3.3.1 平衡微分方程的建立
        3.3.2 平衡微分方程的求解
        3.3.3 竖向受荷桩弹塑性分析
    3.4 方法验证
    3.5 小结
第4章 V-T联合受荷桩承载力计算
    4.1 引言
    4.2 V-T联合作用下桩周土体的剪切作用
    4.3 T→V加载顺序下V-T联合受荷桩承载力计算
        4.3.1 弹性→弹性状态
        4.3.2 弹性→弹塑性状态
        4.3.3 弹塑性→弹塑性状态
        4.3.4 极限承载力确定
    4.4 V→T加载顺序下V-T联合受荷桩的承载力计算
        4.4.1 弹性→弹性状态
        4.4.2 弹性→弹塑性状态
        4.4.3 弹塑性→弹塑性状态
        4.4.4 极限承载力确定
    4.5 参数分析
    4.6 算例分析
    4.7 小结
第5章 V-T联合受荷桩数值分析
    5.1 引言
    5.2 ABAQUS有限元简介
        5.2.1 本构模型介绍
        5.2.2 接触面模型介绍
    5.3 模型建立
        5.3.1 假设条件
        5.3.2 模型几何尺寸与参数取值
        5.3.3 初始条件与边界条件设置
        5.3.4 单元类型与网格划分
        5.3.5 荷载施加
    5.4 单桩数值模拟结果对比与分析
        5.4.1 纯受扭单桩验证
        5.4.2 纯竖向受荷单桩验证
        5.4.3 V-T联合受荷桩验证
    5.5 V-T联合受荷桩单桩数值模拟结果参数分析
        5.5.1 分布常数比n的影响
        5.5.2 长径比L/D的影响
        5.5.3 非均质系数k的影响
        5.5.4 不同方法对承载力包络线的影响
    5.6 小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录 A(攻读学位期间的学术论文及科研情况)


【参考文献】：
期刊论文
[1]非均质地基中竖向受荷桩承载力分析[J]. 吕军.  公路工程. 2016(02)
[2]基于能量法的非均质地基中单桩受扭弹塑性分析[J]. 邹新军,王英宇,赵明华,徐洞斌.  水文地质工程地质. 2016(02)
[3]非均质地基中单桩受扭弹塑性分析[J]. 邹新军,徐洞斌,王亚雄,赵明华.  土木工程学报. 2015(11)
[4]双层非均质地基中单桩受扭弹塑性分析[J]. 邹新军,赵灵杰,徐洞斌,赵明华.  岩土工程学报. 2016(05)
[5]考虑地基土剪切模量非线性分布的基桩受扭分析[J]. 邹新军,徐洞斌,王亚雄,赵明华.  岩石力学与工程学报. 2015(06)
[6]层状弹性半空间中群桩竖向沉降简化分析[J]. 付佰勇,黄茂松,梁发云,高衡.  岩土工程学报. 2010(02)
[7]群桩扭转非线性模型[J]. 孔令刚,张利民.  岩土力学. 2009(08)
[8]层状地基中轴向受荷单桩的边界元法分析[J]. 艾智勇,成志勇.  岩土力学. 2009(05)
[9]按桩顶沉降量控制超长灌注桩竖向承载力研究[J]. 赵明华,刘齐建,曹喜仁,邹新军.  工程力学. 2006(02)
[10]层状地基中单桩的扭转变形分析[J]. 陈胜立,张利民.  岩土工程学报. 2005(05)

博士论文
[1]水平荷载作用下桥墩及桩基的静力与动力响应分析[D]. 常林越.浙江大学 2010

硕士论文
[1]单桩计算的弹性理论法及其改进[D]. 邹春华.西南交通大学 2007



本文编号：3720724