考虑边坡效应的桥梁基桩力学行为研究

发布时间：2019-02-19 18:03

【摘要】：本文对黄土边坡上的桥梁桩基的力学行为进行了研究。相比较于传统桩基的受力特性,在黄土边坡上修建桩基有其自身的特点。由于受桩基和边坡相互作用的影响表现出了不同于平地桩的作用,兼有主动桩和被动桩的特性,主要表现为:一方面边坡由于桥梁桩基传递的竖向和水平荷载的影响,改变了边坡的既有平衡状态,产生对桩基的潜在滑坡推力;另一方面由于沿坡度方向上下两侧的土层高度变化,边坡土体对桩基的水平和竖向支撑作用存在差异,影响桩基的受力特性。另外对于湿陷性的黄土还要考虑湿陷对边坡上桥梁桩基受力特性的影响。本文将处于边坡上的桩基受边坡对桩基影响的各种因素称为边坡效应。本文在国内外研究现状的基础上,考虑了多种因素对边坡上桥梁桩基的受力影响,通过理论推导结合现场试验对黄土边坡上桥梁桩基进行了系统的研究。主要研究了以下方面的内容:(1)对潜在滑坡推力的研究借鉴了抗滑桩中研究方法,按照国内外研究的有益结果,选择了黄土边坡上土推力的合理分布模式。(2)以平地受力桩为基础,考虑边坡效应的作用,对黄土边坡上的桥梁桩基进行了受力分析,得到边坡上考虑边坡效应的桥梁组桩基受力微分方程,进一步应用有限差分法对桩基微分方程进行求解,并基于Visual c++平台编写了求解边坡上桥梁桩基的有限差分求解程序,对边坡上端承型桥梁桩基求解微分方程的解析解。(3)对边坡上考虑边坡效应的影响因素进行了分析,分别考虑了滑坡推力分布模式、桩顶荷载组合、荷载方向、桩土相对刚度、黄土湿陷对边坡上桥梁桩基受力的影响,通过有限差分分别求解在单因素影响下桥梁桩基受力特性变化。(4)通过边坡效应的试验研究了桩后土抗力对边坡上桩基受力的影响,通过室外试验的方法,分三组试验分别距离边坡的距离不同,按照桥梁基桩的受荷方式加载,获得基桩在桩后土体抗力影响下的基桩特性变化规律,然后对试验结果进行了统计分析,最终得出桩基在边坡上受力特性的变化规律。
[Abstract]:The mechanical behavior of bridge pile foundation on loess slope is studied in this paper. Compared with the traditional pile foundation, the construction of pile foundation on loess slope has its own characteristics. Because of the interaction between pile foundation and slope, it is different from plain pile and has the characteristics of active pile and passive pile. On the one hand, the slope is affected by vertical and horizontal loads transferred by bridge pile foundation. The existing equilibrium state of the slope is changed and the potential landslide thrust on the pile foundation is generated. On the other hand, because of the variation of soil height along the slope direction, the horizontal and vertical supporting effect of the slope soil on the pile foundation is different, which affects the bearing characteristics of the pile foundation. In addition, for collapsible loess, the influence of collapsibility on the bearing characteristics of bridge pile foundation on slope should be considered. In this paper, the various factors which influence the pile foundation on the slope are called slope effect. On the basis of the present research situation at home and abroad, this paper takes into account the influence of various factors on the bridge pile foundation on the slope, and makes a systematic study on the bridge pile foundation on the loess slope by theoretical derivation combined with the field test. The main contents are as follows: (1) the research on potential landslide thrust is based on the research methods of anti-slide pile, and according to the beneficial results of domestic and foreign research, The rational distribution mode of soil thrust on loess slope is selected. (2) considering the effect of slope effect, the stress of bridge pile foundation on loess slope is analyzed. The differential equation of bridge pile foundation bearing force on slope considering slope effect is obtained, and the finite difference method is applied to solve the differential equation of pile foundation. Based on Visual C platform, a finite difference solution program for bridge pile foundation on slope is compiled. The analytical solution to the differential equation of pile foundation of the bridge with end bearing on the slope is given. (3) the factors affecting the slope effect are analyzed, including the distribution mode of the landslide thrust, the load combination of the pile top, the direction of the load, respectively. The influence of the relative stiffness of pile and soil and the collapsibility of loess on the stress of bridge pile foundation on the slope, Under the influence of single factor, the stress characteristics of bridge pile foundation are solved by finite difference method. (4) through the experiment of slope effect, the influence of soil resistance behind pile on the stress of pile foundation on slope is studied, and the method of outdoor test is adopted. According to the loading mode of the bridge foundation pile, the characteristics of the foundation pile under the influence of the soil resistance behind the pile are obtained, and the test results are analyzed statistically. Finally, the variation law of pile foundation on the slope is obtained.
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U443.15

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本文编号：2426729