Y形桩竖向承载特性的透明土模型试验研究

发布时间：2017-09-27 02:35

  本文关键词：Y形桩竖向承载特性的透明土模型试验研究

  更多相关文章： Y形桩 透明土 室内模型试验 异形效应 极限承载能力

【摘要】：针对沉管灌注桩圆形横截面无法最大程度地发挥桩本身潜在能力的情况,将振动沉管灌注桩的截面改为Y形而开发的Y形沉管灌注桩技术,很好地发挥了异形桩承载能力高和振动沉管灌注桩施工速度快的优点。目前Y形沉管灌注桩的各项研究仍处于发展阶段,其竖向承载性能的优越性在施工现场显而易见,但其与地下土体的相互作用机理则有待研究。将透明土运用到Y形桩和圆桩的对比模型试验中,开展对Y形桩竖向承载性能的研究：首先进行Y形桩透明土室内模型试验,通过单桩和群桩情况下圆桩和Y形桩的对比模型试验,通过PIV软件处理试验图片得到土体的位移场图片,对之分析的结果直观地说明其相较于圆桩的优越性,最后结合模型试验结论和既有计算理论对其承载特性进行理论研究。本文所做主要工作如下：1.基于自主开发设计且已授权的相关专利,对自行设计的透明土模型试验系统中所用到的材料和设备进行优化和改进,并对整套系统中各个材料、设备、模型桩等参数进行详细介绍和展示,归纳总结透明土的配置注意事项。2.运用自行设计的试验系统和试验方案,在单桩情况下,圆形和Y形模型桩进行了透明土内的沉桩对比试验、竖向加载的承载性能对比试验,通过Geo-PIV程序将试验图片进行分析处理,研究圆形和Y形模型桩的桩-土相互作用情况,证明相同截面下的Y形桩相比圆桩,其承载能力有显著优越性。3.考虑Y形桩的异形效应,基于已有的Y形桩桩端阻力不均匀分布模型和一般圆桩的极限承载能力计算理论,根据普通圆桩的破坏模式分析,将Y形桩转化成的等效圆桩后套用改进的Berezantze计算公式,并与之前的单桩试验结果相互印证,并且通过具体工程实例验证,再次论证Y形桩承载性能的优越性。4.在群桩情况下,对圆形和Y形模型桩进行透明土内的沉桩对比试验、竖向加载的承载性能对比试验,同样以软件对试验图片进行分析处理,一些位移场图片,以此分析群桩情况下两种桩型的差异性,经过比较,仍可认为Y形桩的承载性能优于圆形桩,实际工程中同等荷载下将会产生更小的沉降。
【关键词】：Y形桩 透明土 室内模型试验 异形效应 极限承载能力
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU473.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 1 绪论14-28
• 1.1 Y形桩的国内外研究现状14-21
• 1.1.1 Y形桩技术的理论研究15-18
• 1.1.2 Y形桩施工设备的开发研究18-20
• 1.1.3 Y形桩的施工工艺及工程应用20-21
• 1.2 透明土试验的国内外研究现状21-25
• 1.2.1 透明土试验的原理22
• 1.2.2 透明土试验的国内外研究进展22-25
• 1.3 本文主要研究内容25-27
• 1.4 技术线路27
• 1.5 本章小结27-28
• 2 透明土配置及模型试验装置开发研究28-38
• 2.1 概述28
• 2.2 透明土模型试验装置开发28-36
• 2.2.1 试验系统的优化28-29
• 2.2.2 透明土配置的改进29-32
• 2.2.3 模型桩选择与制作32-33
• 2.2.4 模型槽的选择与制作33-34
• 2.2.5 其他试验设备的设置34-36
• 2.3 粒子图像测速程序(Geo-PIV)36-37
• 2.4 本章小结37-38
• 3 圆桩和Y形桩的透明土单桩模型对比试验研究38-56
• 3.1 概述38
• 3.2 激光强度对散斑场的影响研究38-42
• 3.3 圆桩和Y形桩单桩对比模型试验研究42-55
• 3.3.1 单桩沉桩对比模型试验42-49
• 3.3.2 单桩分级堆载对比模型试验49-55
• 3.4 本章小结55-56
• 4 考虑异形效应的Y形桩桩端极限承载力计算方法研究56-66
• 4.1 概述56
• 4.2 经典极限承载力计算理论56-60
• 4.3 Y形桩桩端极限承载力的计算方法研究60-65
• 4.3.1 改进的Berezantze计算方法60-61
• 4.3.2 等代圆半径r_0的计算思路61
• 4.3.3 个例说明61-63
• 4.3.4 计算模型的建立63-65
• 4.3.5 实例验证65
• 4.4 本章小结65-66
• 5 圆桩和Y形桩的透明土群桩模型对比试验研究66-82
• 5.1 概述66
• 5.2 群桩沉桩对比模型试验66-74
• 5.2.1 圆桩群桩沉桩模型试验66-70
• 5.2.2 Y形桩群桩沉桩模型试验70-74
• 5.3 群桩分级堆载对比模型试验74-79
• 5.3.1 圆桩群桩分级堆载模型试验74-76
• 5.3.2 Y桩群桩分级堆载模型试验76-79
• 5.4 Geo-PIV程序的使用注意事项79
• 5.5 本章小结79-82
• 6 结论与展望82-86
• 6.1 本文主要成果与结论82-83
• 6.2 进一步研究的展望83-86
• 参考文献86-90
• 致谢90-92
• 作者简介及读研期间主要科研成果92

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本文编号：927172