桩顶嵌入承台深度对基桩水平承载特性影响的室内模型试验及数值模拟

发布时间：2017-05-14 00:00

  本文关键词：桩顶嵌入承台深度对基桩水平承载特性影响的室内模型试验及数值模拟，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：作为古老的基础形式桩基础因其承载力高、刚度大、穿透性强、基础沉降小且相对均匀等优点被广泛应用于桥梁、公路、高层建筑等现代工程。在地震作用下桩基往往承受较大的水平荷载,目前国内外的学者针对桩的承载力研究侧重于其竖向承载力的提高,在桩基础的水平承载力方面的研究还很少。虽然有学者根据试验研究提出了桩基水平承载力的理论计算公式,但鲜有能够真正针对实际工程的研究。我国是个地震多发国家,且幅员辽阔,近年来的几次大地震造成了大量的人员伤亡和经济损失。通过对桩基震害经验的总结发现,桩与承台的结合部及承台底面桩身上部是桩基础中最薄弱的地方。已经有学者针对桩与承台节点的加强做了试验研究,但同时考虑桩土相互作用下桩顶嵌固深度对桩水平承载力影响的研究尚处于起步阶段。本文通过室内模型试验以及ABAQUS有限元分析软件在研究桩顶嵌固深度对桩基水平承载力影响的同时考虑了土体的影响。通过研究得到以下几点结论:(1)桩顶嵌入承台一定深度能有效的提高桩-承台体系的耗能能力,增强体系整体性,提高其抗震能力。(2)桩身弯矩、桩身剪力、桩身位移以及土体抗力均随嵌固深度的增加而有所提高,增加嵌固深度对桩的水平受力性能有一定程度的改善,但是改善程度随着嵌固深度的增加先提高后基本保持定值。(3)增加嵌固深度可以有效的改善桩体受力分布,使桩体更多的参与受力,提高桩体的整体性。通过比较各嵌固深度的桩身受力云图可知,桩身最大应力随嵌固深度的增加而减小。(4)综合考虑经济性和技术性等因素,通过对桩整体受力性能的比较得出桩顶嵌入承台的合理深度约为1倍桩径。
【关键词】：室内模型试验 数值模拟 桩基础 嵌固深度 水平承载力
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU473.1
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 桩基概述11-13
• 1.1.1 桩基的发展历史11-12
• 1.1.2 桩基的作用及分类12-13
• 1.2 水平承载桩的研究现状13-16
• 1.2.1 水平承载桩受力特性研究现状13-15
• 1.2.2 水平承载桩试验研究现状15-16
• 1.3 地震作用下桩基的破坏特点及机理16-17
• 1.4 本文研究的意义和主要内容17-19
• 1.4.1 本文研究的意义17-18
• 1.4.2 本文研究的主要内容18-19
• 第二章 带承台单桩室内模型试验19-31
• 2.1 试验目的和试验内容19
• 2.1.1 试验目的19
• 2.1.2 试验内容19
• 2.2 试验设计19-28
• 2.2.1 试件设计及制作19-24
• 2.2.2 试验装置及试验加载方案24-27
• 2.2.3 模型桩的抗弯试验27-28
• 2.3 试验结果及分析28-30
• 2.3.1 加载位移-荷载骨架曲线28-29
• 2.3.2 桩身弯矩分析29-30
• 2.4 试验结论30-31
• 第三章 基于ABAQUS的非线性数值模拟31-45
• 3.1 非线性有限元介绍31-33
• 3.1.1 ABAQUS发展历史及功能简介32-33
• 3.2 材料的本构关系33-36
• 3.2.1 混凝土的本构关系33
• 3.2.2 砂土的本构关系33-36
• 3.3 有限元模型建立步骤36-44
• 3.3.1 部件的创建36
• 3.3.2 属性的设置36
• 3.3.3 部件的装配36
• 3.3.4 分析步的设置36-37
• 3.3.5 相互作用的设置37-39
• 3.3.6 边界条件的设置和加载方式39-40
• 3.3.7 网格划分40-42
• 3.3.8 土体地应力平衡42-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第四章 带承台单桩不同嵌固深度有限元分析45-61
• 4.1 有限元模型参数的确定45-46
• 4.1.1 单桩参数的确定45
• 4.1.2 承台参数的确定45
• 4.1.3 土体参数的确定45
• 4.1.4 材料的力学指标45-46
• 4.2 有限元模型的建立46
• 4.3 有限元模型的验证46-47
• 4.4 有限元模拟结果及分析47-60
• 4.4.1 荷载-位移结果及分析47-51
• 4.4.2 桩身弯矩结果及分析51-53
• 4.4.3 桩身剪力结果及分析53-55
• 4.4.4 桩身位移结果及分析55-57
• 4.4.5 桩身应力云图分析57-58
• 4.4.6 土体抗力结果及分析58-60
• 4.5 本章小结60-61
• 第五章 结论与展望61-63
• 5.1 结论61
• 5.2 展望61-63
• 参考文献63-67
• 致谢67-69
• 攻读学位期间发表的学术论文69

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 鲍士敏;;粘性土、砂土取样技术的室内模型试验初步研究[J];工程勘察;1985年02期

2 周戟;郭蓉;赵宣朝;窦远明;;麦秸秆石灰桩加固既有村镇房屋地基基础室内模型试验研究[J];河北工业大学学报;2011年06期

3 肖昭然;刘轶;;静力沉桩的室内模型试验装置研发[J];岩土工程学报;2012年09期

4 王安明;李小根;李彰明;黄志全;杨文龙;;软土动力排水固结的室内模型试验研究[J];岩土力学;2009年06期

5 周源;刘传俊;吉锋;洪鹏云;陶辉;;透气真空快速泥水分离技术室内模型试验研究[J];真空科学与技术学报;2010年02期

6 余飞;王小刚;陈善雄;程昌炳;;软土电化学桩加固室内模型试验研究[J];岩石力学与工程学报;2013年S1期

7 范秋雁;陈景河;易剑辉;;强夯法中几个问题的室内模型试验研究[J];土工基础;2005年06期

8 年廷凯;鲁志杰;杨庆;;坡顶斜向受荷桩工作性能的室内模型试验研究[J];土木工程学报;2010年01期

9 夏雄;封金财;王小平;;软土场地倾斜群桩室内模型试验研究[J];铁道建筑;2010年11期

10 刘影;姚勇;;灌注桩桩端后压浆效果的室内模型试验[J];西南科技大学学报;2011年03期

中国重要会议论文全文数据库 前4条

1 李驰;刘霖;段宝林;;加筋风积砂土体破裂面的室内模型试验及破坏机理研究[A];中国土木工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集（下册）[C];2003年

2 俞晓;张峰;苏晓科;;深基坑室内模型试验中模型板设计与制作[A];第二届全国岩土与工程学术大会论文集（下册）[C];2006年

3 俞晓;杨泰华;;运用ANSYS对深基坑室内模型试验的相对尺寸分析[A];中国土木工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集（下册）[C];2003年

4 王成华;;对室内桩基模型制作方法的若干探讨[A];中国土木工程学会第七届土力学及基础工程学术会议论文集[C];1994年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 杨清雷;填埋场衬里中重金属迁移与腾发封顶层特性研究[D];大连理工大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 郑毛涛;桩顶嵌入承台深度对基桩水平承载特性影响的室内模型试验及数值模拟[D];太原理工大学;2016年

2 黄晓龙;低周往复水平荷载作用下单桩承载特性的室内模型试验及有限元模拟[D];太原理工大学;2016年

3 李洋溢;条形基础加筋砂土地基室内模型试验的分析研究[D];同济大学;2006年

4 袁春辉;桩—土相互作用土参数的室内模型试验研究[D];兰州交通大学;2010年

5 贾仁达;既有村镇房屋地基基础加固室内模型试验研究[D];河北工业大学;2011年

6 李兆金;麦秸秆石灰桩加固既有村镇房屋地基基础室内模型试验研究[D];河北工业大学;2011年

7 陈伟;黄土边坡的室内模型试验及数值模拟分析[D];西北农林科技大学;2013年

8 左自波;降雨诱发堆积体滑坡室内模型试验研究[D];上海交通大学;2013年

9 武彩萍;人工降雨条件下黄土边坡的室内模型试验研究[D];西北农林科技大学;2013年

10 吕建春;不同桩端条件下桩基承载性状的室内模型试验研究及分析[D];同济大学;2007年

  本文关键词：桩顶嵌入承台深度对基桩水平承载特性影响的室内模型试验及数值模拟，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：363854