微型钢管桩失稳承载力理论及试验研究
发布时间：2020-12-12 03:16
微型钢管桩因加固费用低、布置灵活等优越性在工程上被大量应用于挡土结构、边坡支护、输电线路等工程,其侧向抗弯性能已有大量的研究成果,但其作为建筑物增层改造和加固纠偏的托换桩基础在近几年才开始兴起,在房屋纠偏方面使用的尤为广泛。微型钢管桩的竖向承载力只是按照基础规范给出的经验公式进行计算,其实际承载力的理论及试验成果较少,而微型钢管桩由于直径较小,穿透力强且桩身长细比大而稳定性不佳,存在安全隐患,其失稳破坏模式是影响其承载力大小的关键。所以很有必要对微型钢管桩的屈曲稳定进行研究,这对实际工程有着重要的指导意义。对于桩基失稳,前人有大量研究,但传统方法研究桩基失稳存在一定局限性,因其使用的挠曲线为假设形式,失稳荷载为近似解,对于微型钢管桩这类长细比大,抗弯刚度低的桩体,其理论计算值与工程实际值差距较大,精确求解失稳承载力成为微型钢管桩推广使用不可回避问题,而求解真实失稳挠曲线成为解决问题的关键。本文在两个基本假设条件下,将桩土体系转化为合理的数学物理模型,系统的求解了微型钢管桩失稳挠曲线的解析式,并求解出相应的失稳荷载。本文做的主要工作及主要结论如下:(1)在Winkler弹性地基梁的框架下...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：115 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
模型箱正面图
硕士学位论文634.1.3试验材料准备（1）借鉴国内外众多室内模型试验的经验，综合考虑模型箱边界对模型试验的影响，使桩体受力环境可以近似为半无限空间。本试验采用的模型箱尺寸为3m（长）×1.2m（宽）×2m（高）。同时，为更好的进行试验观测，模型箱面板采用有机玻璃，并配合方钢柱、方钢梁制成模型箱，如图4.1-4.2所示。显然该模型箱在便于观测的同时，能够承受足够大的力而不会产生明显的变形，可以满足本模型试验的使用要求。图4.1模型箱示意图图4.2模型箱平面图图4.3模型箱正面图图4.4模型箱侧面图（2）承台尺寸为：15cm（长）×15cm（宽）×8cm（高），在承台中心挖一个直径为3cm，深度为3cm的圆柱形孔；20cm（长）×20cm（宽）×12cm（高），在承台中心挖一个直径为6cm，深度为6cm的圆柱形孔，25cm（长）×25cm（宽）×15cm（高），在承台中心挖一个直径为9cm，深度为9cm的圆柱形孔用于安装模型桩。承台具体尺寸如图4.5-4.6所示。模型桩桩长分1.3m,1.5m,1.7m，桩径分别有30mm，60mm，90mm三种形式，分两端固定和一端固定一端自由两种边界条件，如图4.7-4.9所示。采用的主要材料为有机玻璃、细砂、常温环氧树脂固化剂。为了使桩体与承台能够紧密接触，在模型桩桩头与承台接触的部分设置橡胶垫片，采用环氧树脂胶水粘贴牢固。由于桩土需要与承台连为一体，在桩头与承台的连有机玻璃板方钢柱方钢梁50050050050050050060060012003000300050050050050050050021882126006006001200
硕士学位论文65图4.8两端固定不同刚度桩基立面图图4.9一端自由一端固定不同刚度时桩基立面图图4.10不同长度桩体实物图图4.11不同刚度桩体实物图新型模型桩制作工艺流程：1)模型桩桩顶的承台和桩身均采用有机玻璃材料，根据试验所需的承台尺寸、桩长和桩径，预先加工有机玻璃材料。有机玻璃承台下部根据桩径打孔，孔的深度根据承台厚度确定，深度一般不宜小于承台厚度的1/3且不大于承台厚度的1/2。2)将加工完毕的有机玻璃棒两端螺孔封闭，在有机玻璃棒表面均匀刷一层环
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用透明土模型试验的细长桩压曲研究[J]. 张婉璐,陈永辉,齐昌广. 长安大学学报(自然科学版). 2016(02)
[2]细长桩屈曲的透明土物理模型试验研究[J]. 齐昌广,陈永辉,王新泉,左殿军. 岩石力学与工程学报. 2015(04)
[3]液化土体中单桩的稳定性分析[J]. 庞峰,杨骁. 力学季刊. 2011(04)
[4]高承台钢管桩受压稳定性的试验研究和数值分析[J]. 贾强,郑爱萍,张鑫. 岩土力学. 2011(06)
[5]桩基的稳定性:理论和最新进展[J]. 程昌钧,朱媛媛,胡育佳. 固体力学学报. 2010(05)
[6]液化地基中桩的破坏机理研究进展[J]. 黄雨,郝亮. 工程地质学报. 2008(02)
[7]计入桩侧摩阻力非线性特性的基桩承载力分析方法[J]. 赵明华,贺炜,邹新军. 湖南大学学报(自然科学版). 2007(04)
[8]基桩后屈曲的摄动分析方法[J]. 赵明华,贺炜,邹新军. 工程力学. 2006(12)
[9]n阶线性变系数微分方程初值问题的矩阵解法[J]. 曹玉平. 甘肃联合大学学报(自然科学版). 2006(06)
[10]某住宅楼倾斜原因与纠偏加固处理[J]. 王宝勋,李夕兵,张忠永,郑作栋. 岩土工程学报. 2006(07)
博士论文
[1]竖向荷载下基桩承载性状的理论与试验研究[D]. 贺炜.湖南大学 2007
硕士论文
[1]湿陷性黄土地区新型钢管复合桩承载特性研究[D]. 杨奎斌.兰州理工大学 2018
本文编号：2911752
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：115 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
模型箱正面图
硕士学位论文634.1.3试验材料准备（1）借鉴国内外众多室内模型试验的经验，综合考虑模型箱边界对模型试验的影响，使桩体受力环境可以近似为半无限空间。本试验采用的模型箱尺寸为3m（长）×1.2m（宽）×2m（高）。同时，为更好的进行试验观测，模型箱面板采用有机玻璃，并配合方钢柱、方钢梁制成模型箱，如图4.1-4.2所示。显然该模型箱在便于观测的同时，能够承受足够大的力而不会产生明显的变形，可以满足本模型试验的使用要求。图4.1模型箱示意图图4.2模型箱平面图图4.3模型箱正面图图4.4模型箱侧面图（2）承台尺寸为：15cm（长）×15cm（宽）×8cm（高），在承台中心挖一个直径为3cm，深度为3cm的圆柱形孔；20cm（长）×20cm（宽）×12cm（高），在承台中心挖一个直径为6cm，深度为6cm的圆柱形孔，25cm（长）×25cm（宽）×15cm（高），在承台中心挖一个直径为9cm，深度为9cm的圆柱形孔用于安装模型桩。承台具体尺寸如图4.5-4.6所示。模型桩桩长分1.3m,1.5m,1.7m，桩径分别有30mm，60mm，90mm三种形式，分两端固定和一端固定一端自由两种边界条件，如图4.7-4.9所示。采用的主要材料为有机玻璃、细砂、常温环氧树脂固化剂。为了使桩体与承台能够紧密接触，在模型桩桩头与承台接触的部分设置橡胶垫片，采用环氧树脂胶水粘贴牢固。由于桩土需要与承台连为一体，在桩头与承台的连有机玻璃板方钢柱方钢梁50050050050050050060060012003000300050050050050050050021882126006006001200
硕士学位论文65图4.8两端固定不同刚度桩基立面图图4.9一端自由一端固定不同刚度时桩基立面图图4.10不同长度桩体实物图图4.11不同刚度桩体实物图新型模型桩制作工艺流程：1)模型桩桩顶的承台和桩身均采用有机玻璃材料，根据试验所需的承台尺寸、桩长和桩径，预先加工有机玻璃材料。有机玻璃承台下部根据桩径打孔，孔的深度根据承台厚度确定，深度一般不宜小于承台厚度的1/3且不大于承台厚度的1/2。2)将加工完毕的有机玻璃棒两端螺孔封闭，在有机玻璃棒表面均匀刷一层环
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用透明土模型试验的细长桩压曲研究[J]. 张婉璐,陈永辉,齐昌广. 长安大学学报(自然科学版). 2016(02)
[2]细长桩屈曲的透明土物理模型试验研究[J]. 齐昌广,陈永辉,王新泉,左殿军. 岩石力学与工程学报. 2015(04)
[3]液化土体中单桩的稳定性分析[J]. 庞峰,杨骁. 力学季刊. 2011(04)
[4]高承台钢管桩受压稳定性的试验研究和数值分析[J]. 贾强,郑爱萍,张鑫. 岩土力学. 2011(06)
[5]桩基的稳定性:理论和最新进展[J]. 程昌钧,朱媛媛,胡育佳. 固体力学学报. 2010(05)
[6]液化地基中桩的破坏机理研究进展[J]. 黄雨,郝亮. 工程地质学报. 2008(02)
[7]计入桩侧摩阻力非线性特性的基桩承载力分析方法[J]. 赵明华,贺炜,邹新军. 湖南大学学报(自然科学版). 2007(04)
[8]基桩后屈曲的摄动分析方法[J]. 赵明华,贺炜,邹新军. 工程力学. 2006(12)
[9]n阶线性变系数微分方程初值问题的矩阵解法[J]. 曹玉平. 甘肃联合大学学报(自然科学版). 2006(06)
[10]某住宅楼倾斜原因与纠偏加固处理[J]. 王宝勋,李夕兵,张忠永,郑作栋. 岩土工程学报. 2006(07)
博士论文
[1]竖向荷载下基桩承载性状的理论与试验研究[D]. 贺炜.湖南大学 2007
硕士论文
[1]湿陷性黄土地区新型钢管复合桩承载特性研究[D]. 杨奎斌.兰州理工大学 2018
本文编号：2911752
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