往复荷载作用下双桩-承台-土体系的试验研究及分析

发布时间：2017-06-25 02:15

  本文关键词：往复荷载作用下双桩-承台-土体系的试验研究及分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：当桩基遭受地震作用时,桩与承台连接处的剪力和弯矩值都为最大,为避免连接处过早发生破坏,需要对连接处构造进行加强,此外,桩-土作用体系关系复杂、影响因素众多,使桩基水平承载力研究变得十分复杂。本文首先从室内模型试验入手,研究了在水平往复荷载作用下,普通双桩基础、增设连接墙双桩基础与增设斜支撑双桩基础的受力特性和变形特征,得到主要结论如下:(1)在水平承载力方面,增设连接墙双桩基础最高,增设斜支撑双桩基础次之,普通双桩基础最低;(2)普通双桩基础桩身最大弯矩出现在承台与桩连接处,两桩之间增设连接墙与斜支撑可使桩身弯矩峰值下移,出现在连接处以下2D(0.09m)处,且三种形式下的桩身弯矩都主要分布在桩上部4D(0.18m)范围内;(3)增设连接墙与斜支撑可有效提高双桩基础的抗弯刚度,使桩身土压力反向节点下移,抑制桩身的弯曲变形;(4)普通双桩基础的桩在承台与桩连接处发生破坏,增设连接墙与斜支撑使破坏位置发生改变,出现在连接墙(斜支撑)下部与桩身的连接点处。随后,在室内模型试验的基础上,采用大型有限元软件ABAQUS对普通双桩基础与增设连接墙双桩基础进行模拟,以期对其受力特性做进一步研究,得到结论如下:(1)两组双桩基础桩身弯矩都主要分布在桩上部4D(0.18m)以上,普通双桩基础弯矩峰值在承台与桩的连接处,增设连接墙双桩基础弯矩峰值在连接墙下部的桩身变截面处,有限元模拟的有效性得到验证;(2)对地基土应力进行分析,增设连接墙使水平荷载影响深度变浅;连接墙的存在同样减小了水平荷载的影响范围,说明连接墙提高了桩基上部刚度,使桩基上部承担了更多的水平荷载,从而降低了水平荷载对地基土的影响。
【关键词】：双桩基础 连接墙 斜支撑 桩土作用 水平往复荷载
【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
• ABSTRCT6-12
• 第一章 绪论12-26
• 1.1 桩基概述12-15
• 1.1.1 桩基发展历史12
• 1.1.2 桩基的分类12-13
• 1.1.3 桩基础特点13
• 1.1.4 桩基的发展趋势及面临的挑战13-15
• 1.2 水平荷载下桩基研究现状15-24
• 1.2.1 概述15-16
• 1.2.2 水平往复荷载下桩基的受力与破坏分析16-18
• 1.2.3 水平承载桩相关理论研究现状18-23
• 1.2.4 水平荷载下群桩研究现状23-24
• 1.3 本文研究的目的与意义24
• 1.4 本文研究的主要内容24-26
• 第二章 水平往复荷载作用下双桩基础受力特性室内模型试验26-44
• 2.1 概述26-27
• 2.2 试验目的和内容27
• 2.2.1 试验目的27
• 2.2.2 试验内容27
• 2.3 试验装置设计27-33
• 2.3.1 土工槽的制作28-29
• 2.3.2 试验加载装置29
• 2.3.3 试验测量装置29-33
• 2.4 桩基模型与土材料参数33-37
• 2.4.1 模型桩的制作及其参数33-34
• 2.4.2 承台的制作及其参数34-36
• 2.4.3 桩周土参数36-37
• 2.5 模型桩的抗弯试验37-41
• 2.6 试验加载方法41-42
• 2.7 关于试验相似性的说明42
• 2.8 关于试验误差的说明42-43
• 2.9 本章小结43-44
• 第三章 水平往复荷作用下双桩基础受力特性结果分析44-64
• 3.1 概述44
• 3.2 不同双桩基础形式荷载—位移关系比较44-47
• 3.2.1 滞回曲线比较44-46
• 3.2.2 骨架曲线比较46-47
• 3.3 各级荷载下承台转角比较47-49
• 3.4 各级荷载下桩身弯矩比较49-55
• 3.5 连接墙与斜支撑应力分析55-56
• 3.6 各级荷载下承台及桩侧土压力比较56-60
• 3.7 不同双桩基础形式裂缝分析60-62
• 3.8 本章小结62-64
• 第四章 非线性有限元分析64-80
• 4.1 有限元法概述64-65
• 4.2 ABAQUS程序介绍65-66
• 4.3 双桩基础有限元模型的建立66-70
• 4.3.1 网格划分66-67
• 4.3.2 单元选择67
• 4.3.3 材料本构模型67-70
• 4.3.4 接触问题70
• 4.3.5 加载制度说明70
• 4.4 有限元模拟分析结果对比70-79
• 4.4.1 桩基水平位移分析70-72
• 4.4.2 桩身弯矩分析72-74
• 4.4.3 桩基与地基土应力分析74-79
• 4.5 本章小结79-80
• 第五章 总结与展望80-82
• 5.1 总结80-81
• 5.2 展望81-82
• 参考文献82-86
• 致谢86-88
• 攻读硕士学位期间主要科研成果88

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