红层泥岩桩基竖向承载性状模型试验研究

发布时间：2017-09-14 12:19

  本文关键词：红层泥岩桩基竖向承载性状模型试验研究

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【摘要】：我国近年来涌现出大量的高层、超高层城市房屋建筑,与此同时,桩基础在工程中的运用也越来越多。红层泥岩分布广泛,随着建筑物上部荷载增加,桩基工程会不同程度地穿过红层泥岩分布地区。目前,将红层泥岩视为地基来研究桩基承载力方面还存在不足,特别是桩底含沉渣、桩侧含泥皮缺陷时桩基的竖向承载性状研究,且现行各大桩基设计规范中,基本未考虑缺陷(沉渣、泥皮)存在时对桩基极限承载力的折减,使建筑物存在巨大安全隐患。因此,本文通过相似理论分析、室内模型试验、现场试验等方法对红层泥岩桩基竖向承载性状进行研究,使其在保证桩基安全的情况下更加经济和可行。主要包括以下几个方面：(1)设计加工了一套适用于红层泥岩桩基模型试验的装置,通过土工试验,提出了一种实验室制备沉渣、泥皮材料及相应厚度模拟等方面的方法；获得不同掺和比水泥改良土的配制方法,进行对比分析,最终采用4%、6%、10%掺和比的水泥改良土分别模拟全、强、中风化红层泥岩。(2)在采用水泥改良土模拟不同风化程度红层泥岩地基的基础上,通过相似计算、模型试验等方法,获得了不同风化程度红层泥岩中桩基的极限承载力,并随风化程度的降低而增加。(3)通过进行含沉渣桩基的模型试验,探讨分析了沉渣厚度对桩基竖向承载性状的影响,结果表明：桩基的极限承载力随着沉渣厚度的增加而降低,桩顶沉降随之增加,桩体产生刺入破坏。(4)通过模型试验探讨分析了泥皮厚度对桩基承载性状的影响,结果表明：泥皮越厚,极限承载力越低,当泥皮厚度超过一定值,泥皮周围的土对桩和泥皮之间接触面的约束作用已经不起主导作用,此时桩土之间的相互作用主要取决于泥皮自身的强度。(5)综合分析以上研究结果,提出了沉渣厚度对桩基极限承载力修正系数α、泥皮厚度对桩基极限承载力修正系数p,更好地修正了规范中桩基承载力计算公式,且通过工程实例验证了修正后承载力计算公式的合理性,使桩基设计更加安全合理。
【关键词】：红层泥岩 桩基 沉渣与泥皮 模型试验 承载性状
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU473.1
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 选题背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-16
• 1.2.1 红层泥岩研究现状10-11
• 1.2.2 桩基竖向承载性状研究现状11-13
• 1.2.3 桩基模型试验研究现状13-14
• 1.2.4 缺陷桩基模型试验研究现状14-16
• 1.3 本文主要研究内容16-17
• 1.4 本文创新点17-18
• 第2章 模型试验设计及相关参数确定18-46
• 2.1 试验目的18
• 2.2 模型试验的理论基础18-21
• 2.2.1 相似理论18-19
• 2.2.2 相似性准则19-20
• 2.2.3 试验原型20-21
• 2.2.4 模型相似比21
• 2.3 试验装置设计21-25
• 2.3.1 模型台架及反力装置设计21-24
• 2.3.2 加载装置及荷载量测系统设计24-25
• 2.3.3 位移量测系统的设置25
• 2.4 模型材料选取及参数测定25-33
• 2.4.1 模型桩制作25-28
• 2.4.2 模型桩参数测定28-29
• 2.4.3 回填土的密度测量29-31
• 2.4.4 回填土的含水率测量31-33
• 2.5 水泥改良土室内试验研究33-45
• 2.5.1 配制不同水泥掺量改良土33
• 2.5.2 水泥改良土的击实试验33-37
• 2.5.3 水泥改良土的直接剪切试验37-42
• 2.5.4 水泥改良土的无侧限抗压强度试验42-45
• 2.6 本章小结45-46
• 第3章 红层泥岩等直径桩基竖向承载性状模型试验研究46-59
• 3.1 概述46
• 3.2 相似计算46-48
• 3.3 红层泥岩材料模拟48-49
• 3.4 室内模型试验方案49-53
• 3.5 室内试验结果分析53-58
• 3.5.1 全风化红层泥岩桩基荷载-沉降特性53-55
• 3.5.2 强风化红层泥岩桩基荷载-沉降特性55-56
• 3.5.3 中风化红层泥岩桩基荷载-沉降特性56-57
• 3.5.4 不同风化程度红层泥岩桩基荷载-沉降特性57-58
• 3.6 本章小结58-59
• 第4章 沉渣对桩基竖向承载性状影响的模型试验研究59-70
• 4.1 概述59
• 4.2 相似计算59-60
• 4.3 沉渣材料制备及厚度模拟60-61
• 4.4 室内模型试验方案61-63
• 4.5 室内试验结果分析63-66
• 4.5.1 不同沉渣厚度红层泥岩桩基Q～S曲线63-65
• 4.5.2 模型桩极限承载力随桩底沉渣厚度的变化65
• 4.5.3 模型桩桩顶沉降随桩底沉渣厚度的变化65-66
• 4.6 红层泥岩中考虑沉渣厚度的承载力修正66-69
• 4.7 本章小结69-70
• 第5章 泥皮对桩基竖向承载性状影响的模型试验研究70-81
• 5.1 概述70
• 5.2 相似计算70-71
• 5.3 泥皮材料制备及厚度模拟71-72
• 5.4 室内模型试验方案72-75
• 5.5 室内试验结果分析75-78
• 5.5.1 不同泥皮厚度红层泥岩桩基Q～S曲线75-76
• 5.5.2 模型桩极限承载力随桩侧泥皮厚度的变化76-77
• 5.5.3 模型桩桩顶沉降随桩侧泥皮厚度的变化77-78
• 5.6 红层泥岩中考虑泥皮厚度的承载力修正78-80
• 5.7 本章小结80-81
• 第6章 工程实例81-89
• 6.1 工程概况81
• 6.2 试验准备81-83
• 6.2.1 选择试点及平整场地81-82
• 6.2.2 沉渣材料制备82
• 6.2.3 试验桩设置82-83
• 6.3 现场试验83-84
• 6.4 现场加载数据采集84
• 6.5 地基承载力确定84-85
• 6.6 结果验证85-88
• 6.7 本章小结88-89
• 第7章 结论与展望89-91
• 7.1 本文主要结论89-90
• 7.2 今后工作展望90-91
• 参考文献91-96
• 致谢96-97
• 攻读学位期间主要研究成果97

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本文编号：849977