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透水混凝土桩抗震效应及震动堵塞机理试验研究

发布时间:2017-08-14 10:14

  本文关键词:透水混凝土桩抗震效应及震动堵塞机理试验研究


  更多相关文章: 透水性混凝土桩 复合地基 现场试验 施工工艺 减压抗震 模型试验 堵塞效应


【摘要】:近几年我国地震频发,导致大量建筑物损坏,这除了与建筑物本身抗震性能有关外,与地基抗震处理技术也有很大关系。在目前的地基处理方法中,复合地基技术发展很快,而且受到广泛应用。复合地基中的竖向增强体一般可用散体材料桩(如砂桩、碎石桩),半刚性桩(如水泥土搅拌桩)和刚性桩(如素混凝土桩、CFG桩)。散体桩透水性强,但强度低,易破坏,其复合地基的承载力小且工后沉降大;刚性和半刚性桩强度高,但透水性差,影响地基固结,且不能消除由地震导致的地基液化。透水性混凝土是一种新型建筑材料,在具备良好透水能力的同时具有较高的强度和刚度。以前透水性混凝土主要被用于路面等其它工程,目前还没有用于地基抗震中的工程先例。本文拟将透水性混凝土用于复合地基抗震,用透水性混凝土桩取代其他桩体。但是作为新型复合地基,其抗震性能研究只是停留在理论层面。为此本文将结合工程实测探究透水性混凝土桩复合地基的减压抗震机理。本论文通过现场试验、室内试验等方式,对地震作用下透水性混凝土桩减压效应及堵塞机理进行了研究,内容如下:首先,依托实际工程对透水性混凝土桩的施工工艺及地基处理效果开展了现场试验研究。改善实验室的透水性混凝土配合比使其更加适用于工业化;使用振动沉管法对透水性混凝土桩进行施工,完善了透水性混凝土桩复合地基施工工艺;对透水性混凝土桩进行小应变、抽芯检测及单桩承载力试验,同时测试复合地基承载力。通过观察成桩效果及地基承载力状况,探讨透水性混凝土桩的实际工程性能。其次,在实际工程中探究地震作用下透水性混凝土桩复合地基的减压效果。在现场利用强夯模拟地震作用,检测震后水泥土搅拌桩复合地基、透水性混凝土桩复合地基及碎石桩复合地基的孔隙水压力变化情况及动态响应,并且在路堤施工过程中,记录以上三种类型复合地基的固结排水性能。通过对比分析,探究透水性混凝土桩复合地基的优缺点。再次,利用复合地基室内模型实验对地震作用后透水性混凝土桩的堵塞状况进行了研究。通过观察不同的桩体孔隙率、桩间距、地震峰值加速度、振动频率、振动时间、不透水层厚度等6种变量(24种工况)下透水性混凝土桩的堵塞现象,探讨透水性混凝土桩的抗震效果及堵塞规律。本文对地震作用下透水性混凝土桩的堵塞规律进行了试验探究,并对其复合地基的减压效果及固结性能进行了工程实测,结合两者对透水性混凝土桩复合地基的抗震性能进行研究。这为透水性混凝土桩的工程应用奠定了基础,对地基抗震技术具有重大的指导意义。
【关键词】:透水性混凝土桩 复合地基 现场试验 施工工艺 减压抗震 模型试验 堵塞效应
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TU435
【目录】:
  • 摘要8-10
  • ABSTRACT10-12
  • 第一章 绪论12-22
  • 1.1 研究背景及意义12-13
  • 1.2 国内外研究进展与分析13-17
  • 1.2.1 透水性混凝土研究进展13-15
  • 1.2.2 复合地基技术及其抗震性能研究15-16
  • 1.2.3 地基液化机理研究进展16-17
  • 1.3 研究内容17-18
  • 1.4 创新点18-19
  • 1.5 技术路线19-22
  • 第二章 透水混凝土桩现场施工及减压效应测试分析22-52
  • 2.1 工程概况22-25
  • 2.1.1 工程地质资料23
  • 2.1.2 工程设计方案23-25
  • 2.2 透水性混凝土施工配合比设计25-29
  • 2.2.1 透水性混凝土现场制备原材料25-26
  • 2.2.2 透水性混凝土施工配合比26-27
  • 2.2.3 施工配合比修正27-29
  • 2.3 透水性混凝土桩现场试验设计29-32
  • 2.3.1 试验方案29-31
  • 2.3.2 施工工艺31-32
  • 2.4 复合地基工程质量检测32-39
  • 2.4.1 成桩质量检测32-36
  • 2.4.2 单桩承载力现场试验36-38
  • 2.4.3 复合地基性能试验38-39
  • 2.5 不同复合地基地震时孔隙水压力变化情况对比分析39-46
  • 2.5.1 震源较远时不同复合地基减压抗震性能分析40-43
  • 2.5.2 震源较近时不同复合地基减压抗震性能分析43-46
  • 2.6 路堤施工阶段复合地基排水性能及桩土应力比测试分析46-49
  • 2.6.1 路堤施工阶段复合地基排水性能测试46-48
  • 2.6.2 路堤施工阶段不同复合地基桩土应力比测试48-49
  • 2.7 结论49-52
  • 第三章 地震引起的透水性混凝土桩堵塞过程模型试验52-68
  • 3.1 模型试验装置的研发52-57
  • 3.1.1 试验模拟系统基本假设52-53
  • 3.1.2 模型试验装置53-54
  • 3.1.3 模型试验系统介绍54-57
  • 3.2 模型试验材料与试验过程57-61
  • 3.2.1 模型桩的制备57-58
  • 3.2.2 堵塞材料的选取58-59
  • 3.2.3 试验过程59-60
  • 3.2.4 试验方案60-61
  • 3.3 模型试验结果分析61-67
  • 3.4 本章小结67-68
  • 第四章 结论与展望68-72
  • 4.1 结论68-69
  • 4.2 展望69-72
  • 参考文献72-76
  • 致谢76-78
  • 攻读学位期间发表的论文及成果78-79
  • 学位论文评阅及答辩情况表79

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本文编号:672137

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