兰州湿陷性黄土场地桩基侧摩阻力特性研究
发布时间：2021-08-04 04:25
随着西部大开发的脚步逐渐加快,我国西北地区大量的城市建筑、工业建筑和道路桥梁建立在湿陷性黄土地基上。这些建（构）筑物在大厚度黄土地区大多采用桩基础,由于湿陷性黄土的特殊湿陷性,在桩基础上产生负摩阻力问题,导致了各类建筑物的不均匀沉降、倾斜、甚至开裂破坏等情况的发生。因此,开展大厚度黄土地区上桩基侧摩阻力特性研究是十分紧迫必要的。本文针对湿陷性黄土场地上的桩基础受力问题,依托兰州某湿陷性黄土场地上的桩基工程,通过荷载传递法对桩身受力特性进行了研究,针对这一问题进行了室内湿陷试验、理论分析和数值模拟,主要完成的工作及取得的研究成果如下:（1）根据室内试验评定黄土湿陷性的方法,以兰州某工程中湿陷性黄土场地为背景,进行了大量的湿陷性室内单轴压缩试验。分析天然密度、干密度、含水率、孔隙比和压缩模量五种影响因素对黄土湿陷性的影响程度;建立孔隙比、含水率、压缩模量与湿陷系数之间的回归模型;根据规范法计算桩周黄土湿陷量随深度的变化趋势,用指数型函数代表黄土浸水湿陷位移曲线。（2）基于荷载传递法,建立了考虑桩周黄土湿陷的单桩受力模型。该模型使用室内试验提出的指数型函数代表桩周黄土湿陷位移曲线;模型承受三...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
室内试验
硕士学位论文413.2.7算例分析基于第二章的兰港务区工程实例，运用本章荷载传递法得到的解析解对工程实例中的桩身受力情况进行计算。通过对本章理论方法所得结果与PLAXIS3D软件数值模拟结果进行对比，对本章方法进行检验。3.2.7.1工程概况及有限元模型为验证本章理论计算方法的合理性，运用PLAXIS3D有限元软件对该桩进行了数值模拟。模型尺寸10×10×20m，土体本构关系采用小应变土体硬化模型，桩身采用嵌入式梁单元。首先对模型施加桩顶900kN，计算仅受桩顶荷载时模型的受力情况；由于有限元软件模拟土体浸水湿陷较为困难，因此设置均布荷载模拟湿陷位移，根据张晓锋[82]关于大面积堆载下土中应力、沉降的计算方法，假定对模型施加桩周土体施加60kN/m2，计算仅受桩周土位移时模型的受力情况；最后随模型同时施加桩顶900kN和桩周土体施加60kN/m2，计算受到桩顶荷载和桩周浸水位移两种作用时模型的受力情况。三维有限元模型划分单元图和模型剖面图如图3.6所示。a)模型单元图b)模型剖面图图3.6有限元计算模型本节选用位于场地西南部的仓库2-3中220#桩进行理论计算。桩径0.8m，桩长12m，桩身弹性模量为4E3.2510MPa。由于实际工程中地基土为不均匀的多层土，为了能够分析单一均质土层中桩身荷载传递规律，故取实际工程中地基土中段2-12m处黄土状粉土层的土体参数。该深度内土质均为黄土状粉土，看做为单一均质土层。根据第二章的室内单轴压缩试验，设桩周黄土状粉土的弹性阶
兰州湿陷性黄土场地桩基侧摩阻力特性研究524.4算例分析基于第二章的兰港务区工程实例，运用本章荷载传递法得到的解析解对工程实例中的桩身受力情况进行计算。通过对本章理论方法所得结果与PLAXIS3D软件数值模拟结果进行对比，对本章方法进行检验。4.4.1工程概况及有限元模型为验证本章理论计算方法的合理性，运用PLAXIS3D有限元软件对该桩进行了数值模拟。模型尺寸10×10×20m，土体本构关系采用小应变土体硬化模型，桩身采用嵌入式梁单元，地层分布按照实际情况设置。首先对模型施加桩顶900kN，计算仅受桩顶荷载时模型的受力情况；对模型施加桩周土体施加60kN/m2，计算仅受桩周土位移时模型的受力情况；最后随模型同时施加桩顶900kN和桩周土体施加60kN/m2，计算受到桩顶荷载和桩周浸水位移两种作用时模型的受力情况。三维有限元模型划分单元图和模型剖面图如图4.4所示。a)模型单元图b)模型剖面图图4.4有限元计算模型本节选用位于场地西南部的仓库2-3中220#桩进行理论计算。该处地基表层覆盖约2m厚的杂填土层（Q4ml）；地下2-10m为黄土状粉土层（Q42al+pl）；由于地下水位的影响，黄土状粉土下层为约2m厚的饱和粉土层（Q42al+pl）；地下12-14m为卵石层（Q42al+pl），质地坚硬做桩基的持力层；地下14m以下均为白垩纪泥岩（K）。桩径0.8m，桩长12m，桩身弹性模量为4E3.2510MPa。根据第二章的室内单轴压缩试验，各土层的刚度系数如表4.1所示。桩顶荷载施加900kN，桩周湿陷量按照湿陷系数0.05时计算，即湿陷量沿z方向分布函数为：
本文编号：3320999
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
室内试验
硕士学位论文413.2.7算例分析基于第二章的兰港务区工程实例，运用本章荷载传递法得到的解析解对工程实例中的桩身受力情况进行计算。通过对本章理论方法所得结果与PLAXIS3D软件数值模拟结果进行对比，对本章方法进行检验。3.2.7.1工程概况及有限元模型为验证本章理论计算方法的合理性，运用PLAXIS3D有限元软件对该桩进行了数值模拟。模型尺寸10×10×20m，土体本构关系采用小应变土体硬化模型，桩身采用嵌入式梁单元。首先对模型施加桩顶900kN，计算仅受桩顶荷载时模型的受力情况；由于有限元软件模拟土体浸水湿陷较为困难，因此设置均布荷载模拟湿陷位移，根据张晓锋[82]关于大面积堆载下土中应力、沉降的计算方法，假定对模型施加桩周土体施加60kN/m2，计算仅受桩周土位移时模型的受力情况；最后随模型同时施加桩顶900kN和桩周土体施加60kN/m2，计算受到桩顶荷载和桩周浸水位移两种作用时模型的受力情况。三维有限元模型划分单元图和模型剖面图如图3.6所示。a)模型单元图b)模型剖面图图3.6有限元计算模型本节选用位于场地西南部的仓库2-3中220#桩进行理论计算。桩径0.8m，桩长12m，桩身弹性模量为4E3.2510MPa。由于实际工程中地基土为不均匀的多层土，为了能够分析单一均质土层中桩身荷载传递规律，故取实际工程中地基土中段2-12m处黄土状粉土层的土体参数。该深度内土质均为黄土状粉土，看做为单一均质土层。根据第二章的室内单轴压缩试验，设桩周黄土状粉土的弹性阶
兰州湿陷性黄土场地桩基侧摩阻力特性研究524.4算例分析基于第二章的兰港务区工程实例，运用本章荷载传递法得到的解析解对工程实例中的桩身受力情况进行计算。通过对本章理论方法所得结果与PLAXIS3D软件数值模拟结果进行对比，对本章方法进行检验。4.4.1工程概况及有限元模型为验证本章理论计算方法的合理性，运用PLAXIS3D有限元软件对该桩进行了数值模拟。模型尺寸10×10×20m，土体本构关系采用小应变土体硬化模型，桩身采用嵌入式梁单元，地层分布按照实际情况设置。首先对模型施加桩顶900kN，计算仅受桩顶荷载时模型的受力情况；对模型施加桩周土体施加60kN/m2，计算仅受桩周土位移时模型的受力情况；最后随模型同时施加桩顶900kN和桩周土体施加60kN/m2，计算受到桩顶荷载和桩周浸水位移两种作用时模型的受力情况。三维有限元模型划分单元图和模型剖面图如图4.4所示。a)模型单元图b)模型剖面图图4.4有限元计算模型本节选用位于场地西南部的仓库2-3中220#桩进行理论计算。该处地基表层覆盖约2m厚的杂填土层（Q4ml）；地下2-10m为黄土状粉土层（Q42al+pl）；由于地下水位的影响，黄土状粉土下层为约2m厚的饱和粉土层（Q42al+pl）；地下12-14m为卵石层（Q42al+pl），质地坚硬做桩基的持力层；地下14m以下均为白垩纪泥岩（K）。桩径0.8m，桩长12m，桩身弹性模量为4E3.2510MPa。根据第二章的室内单轴压缩试验，各土层的刚度系数如表4.1所示。桩顶荷载施加900kN，桩周湿陷量按照湿陷系数0.05时计算，即湿陷量沿z方向分布函数为：
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