循环荷载下钢管混凝土嵌岩桩水平承载力计算方法

发布时间：2023-02-19 16:45

　　钢管混凝土嵌岩桩作为深基础的一种类型,被广泛应用于港口码头、跨江桥梁、高速铁路等基础设施建设中。目前,对于钢管混凝土嵌岩桩承载力的计算主要通过将钢管强度折算为混凝土强度来简化计算,但这种方法忽略了钢管在受力过程中与桩身和桩侧岩体的相互作用。另外,目前的计算方法主要考虑静载工况,而研究循环荷载下的较为鲜见。本文基于国家自然科学基金课题“循环荷载下钢管混凝土嵌岩桩钢-砼界面强度弱化机理及长期工作性状研究”,通过建立循环荷载下钢管混凝土嵌岩桩的数值模型研究其破坏模式,在此基础上提出考虑钢管与桩身和桩侧岩体相互作用的钢管混凝土嵌岩桩水平承载力计算方法。本文的主要研究工作及取得的成果如下:(1)基于钢-砼界面循环剪切试验获得的界面滑移应力-应变曲线,采用非线性弹簧单元模拟界面滑移过程,建立了考虑钢-砼界面滑移的有限元数值计算模型,计算结果与剪切试验结果基本一致,表明了有限元模拟方法的可靠性。(2)考虑循环荷载作用下钢管与混凝土界面强度弱化,建立了钢管混凝土嵌岩桩数值模型。通过对桩身应力应变、钢砼界面滑移过程的分析表明:随着桩顶水平荷载的增加桩身混凝土最大拉应力区域由地基表面附近向上下两侧扩展,由...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 钢-砼界面研究现状
        1.2.2 嵌岩桩破坏模式现状
        1.2.3 嵌岩桩承载力计算方法研究现状
    1.3 目前研究存在的问题
    1.4 主要研究内容
第二章 钢-砼界面强度弱化数值模拟方法
    2.1 引言
    2.2 钢-砼界面数值模拟方法
    2.3 钢-砼界面强度弱化室内模型试验
        2.3.1 大型反复剪切试验系统
        2.3.2 试件制作
        2.3.3 材料参数
        2.3.4 加载方式
    2.4 钢-砼界面有限元模型的建立
        2.4.1 模型单元及参数选取
        2.4.2 有限元模型的建立
        2.4.3 约束及加载
    2.5 计算结果分析
    2.6 本章小结
第三章 循环荷载下钢管混凝土嵌岩桩受力分析
    3.1 引言
    3.2 钢管混凝土嵌岩桩循环加载试验
        3.2.0 大型港工桩基试验系统
        3.2.1 试件尺寸
        3.2.2 材料参数
    3.3 钢管混凝土嵌岩桩有限元模型的建立
        3.3.1 模型单元及参数选取
        3.3.2 有限元模型的建立
        3.3.3 约束及加载
        3.3.4 数据提取点位置
    3.4 计算结果分析
        3.4.1 不同循环次数下钢管轴向应变分析
        3.4.2 不同循环次数下桩身混凝土轴向应变分析
        3.4.3 应力分布分析
        3.4.4 钢-砼界面相对滑移分析
    3.5 本章小结
第四章 循环荷载下钢管混凝土嵌岩桩破坏模式分析
    4.1 引言
    4.2 水平荷载下嵌岩桩破坏模式简述
        4.2.1 刚性桩破坏
        4.2.2 半刚性桩破坏
        4.2.3 弹性桩破坏
    4.3 循环荷载下钢管混凝土嵌岩桩破坏模式分析
        4.3.1 有限元模型建立
        4.3.2 破坏过程分析
        4.3.3 循环次数对结构破坏的影响
        4.3.4 钢管嵌岩深度对结构破坏的影响
        4.3.5 地基强度对结构破坏的影响
    4.4 本章小结
第五章 循环荷载下钢管混凝土嵌岩桩水平承载力计算方法
    5.1 引言
    5.2 嵌岩桩水平承载力计算方法简述
    5.3 循环荷载下钢管混凝土嵌岩桩水平承载力计算方法
        5.3.1 基本假设
        5.3.2 方程推导
        5.3.3 方程验证
        5.3.4 工程实例
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
在校期间发表的论著及取得的科研成果
    一、发表论文
    二、参与项目



本文编号：3746586