冻融循环及温度变化下冻土力学特性对桩基承载力影响研究

发布时间：2018-05-12 03:32

  本文选题：冻融循环 + 温度　； 参考：《西安科技大学》2017年硕士论文

【摘要】：随着全球气候变暖,加快了多年冻土退化速率,冻土力学特性对桩基承载力的影响日益显著。目前在冻土区桩基设计中,考虑冻融循环及温度的影响下冻土力学参数对桩基承载力的影响尚未形成定论。针对季节融冻层“冬冻夏融”,下部多年冻土地温升高将引起冻土力学特性发生显著变化的问题,论文选取高温冻土区粉质粘土,开展室内土工试验,分析冻融循环作用及温度对冻土力学特性的影响,并以查拉坪大桥桩基工程为背景,结合ABAQUS软件,利用数值分析方法研究冻融循环及温度对桩基承载力的影响规律,具体工作内容如下:针对冻融循环作用将引起土体力学特性变化的问题,对重塑土体分别进行0、1、3、5、7、10、20次冻融循环,对冻融后的土样进行快速剪切试验,研究冻融循环次数对抗剪强度指标的影响。结果表明:随着冻融循环次数的增多,土体粘聚力非线性降低,内摩擦角轻微提高,历经7次冻融后土体粘聚力和内摩擦角基本保持不变;通过分析冻融循环前后抗剪强度指标劣化系数,基于莫尔-库伦定律建立与冻融循环次数相关的土体强度参数劣化模型,为后续数值分析提供土工参数。针对温度变化引起高温冻土区冻土抗剪强度发生显著变化的问题,对温度处于-4℃、-3℃、-2℃、-1.5℃、-1℃、-0.3℃和0℃的重塑土样进行直剪试验,研究温度对重塑土样强度参数的影响规律。分析得出:土体的粘聚力c和内摩擦角?随温度的降低而增大,温度对内摩擦角的影响远小于对粘聚力的影响;当温度从-0.3℃降低至-1℃时,土体含冰量的增加以及土体结构性的改变导致土体粘聚力增加50.1%。以查拉坪大桥桩基为背景,基于室内试验所得抗剪强度参数,运用ABAQUS软件,分析冻融循环次数和冻土温度对桩基承载力的影响。随着冻融循环次数的增加,桩侧冻结力沿桩体深度方向先增加后减下,在桩身12m处达到最大值,单桩极限承载力逐渐减小,7次冻融循环后稳定在8800kN左右;随着地层温度的升高,桩侧冻结力和单桩极限承载力均急剧降低,其中当温度从-1℃升高至-0.3℃时,单桩极限承载力降低32.26%。
[Abstract]:The influence of freeze - thaw cycle and temperature on pile - foundation bearing capacity is studied . The influence of freeze - thaw cycle and temperature on pile foundation bearing capacity is studied .

【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TU473.1;TU445

【参考文献】

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本文编号：1876946