多功能开孔管桩工程特性研究
发布时间：2021-01-09 08:47
软土地基上建设构筑物常采用地基处理后再打设工程桩的两步施工法,施工耗时耗材不符合绿色建设的理念。因此能够寻求一种便捷的处理方法具有现实的意义。本文首先介绍课题组发明的一种能够排水的刚性管桩,并对开孔管桩作为地基处理和工程使用时的承载能力进行计算;然后,对开孔应力集中和单桩极限抗压进行了数值模拟研究;然后,基于等应变假设联合哈根-泊肃叶公式建立开孔管桩固结控制方程求得其解析解,在对影响参数进行参数分析后,计算对比了五种地基处理方法的理论解;最后通过建立三维复合地基固结单元,对开孔管桩复合地基的沉降及土体内孔压消散进行的分析;由于三维建模的复杂和理论解的局限,采用二维等效方法求解平面应变砂墙的等效转换式,以简化计算。主要研究工作如下:1)介绍本文及开孔管桩的结构及使用方法,从理论上说明本文开孔桩提高地基承载力的原因;参考规范中地基承载力估算公式,对开孔管桩应用于地基处理和工程桩两种情况进行抗剪强度的提高和承载能力计算分析。2)针对开孔引起的应力集中效应,采用数值建模方法研究了开孔大小、管桩壁厚、单层开孔个数、排孔层间距及内置钢筋笼的影响,得到了相应的影响规律用以指导桩体开孔设计。采用混凝土...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１预压排水固法结示意图??排水固结法作为一种经济实用的软弱土地基处理方法（示意图见图１．１），??
针对上述问题，本人所在课题组提出一种能够加快土体内超静孔隙水压力同时提升桩侧摩阻力的开孔预制管桩。对于处理黏土等软弱土，本桩能空预压法快速提高地基土抗剪强度，然后进行二次堆载预压，从而有效结时间，快速提高地基承载力；对于易液化的砂土，本桩周身小孔能够通道快速消散土体内上升的孔压，控制场地喷砂冒水、地基失稳的现象。??桩体结构及施工方法??考虑到目前存在的各祌刚性桩普遍存在着各种不足，例如：透水混凝土一种多孔介质结构，在土体内部初期会有很好的排水效应，但是随着时间，土颗粒会随着水流进入桩体空隙内部堵塞排水通道；目前可见的两种是少量或局部开孔，能够起到压桩时的超静孔压的降低，但是对于软土水能力还是太弱，同时在软弱土体中极易淤堵造成开孔的失效。本文提出身均布开设小孔，形成稳定渗流通道的开孔桩，桩体外套土工织物进行保护排水通道长期稳定工作。??■?ｎ??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]变荷载条件下考虑土体非线性的碎石桩复合地基固结研究[J]. 李玉成. 河南科学. 2018(02)
[2]基于四叉树网格和多边形比例边界有限元方法的岩土工程非线性静动力分析[J]. 邹德高,刘锁,陈楷,孔宪京,余翔. 岩土力学. 2017(S2)
[3]碎石桩与塑料排水板组合处理机场软弱土地基[J]. 张丽. 山西建筑. 2017(21)
[4]考虑涂抹区渗透系数变化的非饱和土砂井地基固结特性分析[J]. 秦爱芳,余继放,葛航. 工程地质学报. 2017(03)
[5]排水刚性桩单桩抗液化性能的振动台试验研究[J]. 杨耀辉,陈育民,刘汉龙,李文闻,江强. 岩土工程学报. 2018(02)
[6]轴向反复荷载作用下圆钢管混凝土柱的受力性能研究[J]. 史庆轩,赵锐锐,王峰,张海镇. 钢结构. 2017(05)
[7]有孔管桩群桩沉桩引起的超孔隙水压力模型试验分析[J]. 廖幼孙,雷金波,杨康,柳俊. 公路交通科技. 2017(03)
[8]基于PFC-COMSOL的砂井地基固结过程数值模拟分析[J]. 侯宏伟,戴先平,徐霞. 中国港湾建设. 2017(02)
[9]有孔管桩静压沉桩超孔隙水压力消散分析[J]. 雷金波,万梦华,易飞,杨金尤. 工业建筑. 2016(11)
[10]变荷载下双层不排水桩复合地基一维固结分析[J]. 赵明华,吴岳武,郑玥. 公路交通科技. 2016(11)
博士论文
[1]复杂固结排水系统的研究[D]. 牛犇.浙江大学 2014
[2]型钢超高强混凝土柱受力性能的研究[D]. 朱伟庆.大连理工大学 2014
硕士论文
[1]有孔锥—柱管桩开孔应力集中系数及桩身极限承载力研究[D]. 杨康.南昌航空大学 2017
[2]钢筋混凝土开洞梁的刚度与变形分析[D]. 乔瑞平.西安工业大学 2016
[3]透水混凝土桩抗震效应及震动堵塞机理试验研究[D]. 汤潍泽.山东大学 2016
[4]透水管桩承载性能研究[D]. 戴郑新.南京工业大学 2015
[5]透水性混凝土桩复合地基抗震机理及设计参数灵敏性分析[D]. 王聪.山东大学 2013
[6]承压容器特殊开孔接管局部力学特性与应力集中系数研究[D]. 杨芸芸.东北大学 2012
[7]软黏土中碎石桩成桩过程模拟及成桩后固结分析[D]. 占鑫杰.湖南大学 2011
[8]碎石桩处理昆明新机场红粘土地基的固结沉降分析研究[D]. 任佳丽.长江科学院 2008
[9]水泥搅拌桩和塑料排水板联合处理软基的试验研究和工程应用[D]. 刘孝江.南京林业大学 2005
[10]CFG桩联合碎石桩长短桩结合的复合地基优化设计研究[D]. 王松江.河海大学 2005
本文编号：2966336
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１预压排水固法结示意图??排水固结法作为一种经济实用的软弱土地基处理方法（示意图见图１．１），??
针对上述问题，本人所在课题组提出一种能够加快土体内超静孔隙水压力同时提升桩侧摩阻力的开孔预制管桩。对于处理黏土等软弱土，本桩能空预压法快速提高地基土抗剪强度，然后进行二次堆载预压，从而有效结时间，快速提高地基承载力；对于易液化的砂土，本桩周身小孔能够通道快速消散土体内上升的孔压，控制场地喷砂冒水、地基失稳的现象。??桩体结构及施工方法??考虑到目前存在的各祌刚性桩普遍存在着各种不足，例如：透水混凝土一种多孔介质结构，在土体内部初期会有很好的排水效应，但是随着时间，土颗粒会随着水流进入桩体空隙内部堵塞排水通道；目前可见的两种是少量或局部开孔，能够起到压桩时的超静孔压的降低，但是对于软土水能力还是太弱，同时在软弱土体中极易淤堵造成开孔的失效。本文提出身均布开设小孔，形成稳定渗流通道的开孔桩，桩体外套土工织物进行保护排水通道长期稳定工作。??■?ｎ??
?管桩??真空压力??图２．２排水管桩工作示意图??２．３开孔管桩复合地基承载力估算式??抽水??原地面标高???ＮＺ????ｖ／／／／／／／／／／ｙ／／ｙ／／／／Ｍ?八?ｗ／／／／／／／／／／／／／／／／／ｙ／（??’：，『：排水：．．．．?．??＇．．Ｓ?土纖：：：??ｖ＼?＇■??ｗ?，？－?？－?？?＇?．？？?■?＇■?？■?■?？?■?－ｖ?／?Ｖ?＊＇?＇?－?．．．．?．．．?－?．?＇．：？？＇＊？?？?？?ｖ??？?？?？?＇？?：?？？■?＊?？?＇？?－?？?？?＾?＼／?？?－?？?；?；?－?．．．?－?Ｖ，．－．?？?？＇？；■＇?；??图２．３开孔管桩复合地基??预制开孔管桩、垫层、外侧桩周土、桩内侧碎石料相互作用构成刚性桩复合??地基。根据复合地基理论，可采用下面的公式对其承载力进行估算：??１４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]变荷载条件下考虑土体非线性的碎石桩复合地基固结研究[J]. 李玉成. 河南科学. 2018(02)
[2]基于四叉树网格和多边形比例边界有限元方法的岩土工程非线性静动力分析[J]. 邹德高,刘锁,陈楷,孔宪京,余翔. 岩土力学. 2017(S2)
[3]碎石桩与塑料排水板组合处理机场软弱土地基[J]. 张丽. 山西建筑. 2017(21)
[4]考虑涂抹区渗透系数变化的非饱和土砂井地基固结特性分析[J]. 秦爱芳,余继放,葛航. 工程地质学报. 2017(03)
[5]排水刚性桩单桩抗液化性能的振动台试验研究[J]. 杨耀辉,陈育民,刘汉龙,李文闻,江强. 岩土工程学报. 2018(02)
[6]轴向反复荷载作用下圆钢管混凝土柱的受力性能研究[J]. 史庆轩,赵锐锐,王峰,张海镇. 钢结构. 2017(05)
[7]有孔管桩群桩沉桩引起的超孔隙水压力模型试验分析[J]. 廖幼孙,雷金波,杨康,柳俊. 公路交通科技. 2017(03)
[8]基于PFC-COMSOL的砂井地基固结过程数值模拟分析[J]. 侯宏伟,戴先平,徐霞. 中国港湾建设. 2017(02)
[9]有孔管桩静压沉桩超孔隙水压力消散分析[J]. 雷金波,万梦华,易飞,杨金尤. 工业建筑. 2016(11)
[10]变荷载下双层不排水桩复合地基一维固结分析[J]. 赵明华,吴岳武,郑玥. 公路交通科技. 2016(11)
博士论文
[1]复杂固结排水系统的研究[D]. 牛犇.浙江大学 2014
[2]型钢超高强混凝土柱受力性能的研究[D]. 朱伟庆.大连理工大学 2014
硕士论文
[1]有孔锥—柱管桩开孔应力集中系数及桩身极限承载力研究[D]. 杨康.南昌航空大学 2017
[2]钢筋混凝土开洞梁的刚度与变形分析[D]. 乔瑞平.西安工业大学 2016
[3]透水混凝土桩抗震效应及震动堵塞机理试验研究[D]. 汤潍泽.山东大学 2016
[4]透水管桩承载性能研究[D]. 戴郑新.南京工业大学 2015
[5]透水性混凝土桩复合地基抗震机理及设计参数灵敏性分析[D]. 王聪.山东大学 2013
[6]承压容器特殊开孔接管局部力学特性与应力集中系数研究[D]. 杨芸芸.东北大学 2012
[7]软黏土中碎石桩成桩过程模拟及成桩后固结分析[D]. 占鑫杰.湖南大学 2011
[8]碎石桩处理昆明新机场红粘土地基的固结沉降分析研究[D]. 任佳丽.长江科学院 2008
[9]水泥搅拌桩和塑料排水板联合处理软基的试验研究和工程应用[D]. 刘孝江.南京林业大学 2005
[10]CFG桩联合碎石桩长短桩结合的复合地基优化设计研究[D]. 王松江.河海大学 2005
本文编号：2966336
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