竖向加载下桩体加固不同密实度土的液化特性研究

发布时间：2017-10-03 04:10

  本文关键词：竖向加载下桩体加固不同密实度土的液化特性研究

  更多相关文章： 砂土液化 碎石桩 碎石桩与钢管桩 振动台 密实度 上部荷载 加速度 土压力

【摘要】：砂土液化一直是岩土工程领域研究的重要课题,这几年世界范围内地震频发,地震时的土体液化造成的损失巨大,对这方面的研究显得特别重要。碎石桩消除液化已经有不少的研究成果,复合桩加固液化土地基的研究也已经应用到了实际工程中。但是碎石桩钢管桩复合加固液化土受密实度和上部荷载影响方面的研究还有待进一步的深入。因此探究不同密实度和上部荷载对液化土体的作用具有一定的现实意义。本文依托国家自然科学基金项目(51408393)“地震波作用下非饱和土中PHC管桩水平振动机理研究”,主要开展碎石桩、碎石桩与钢管桩复合对角布置、碎石桩与钢管桩复合对面布置三种加固液化土模型在不同密实度和上部荷载作用下的振动台试验。密实度为1.6 g·cmˉ3和1.7 g·cmˉ3,上部荷载为6kg和9kg。收集孔隙水压力、土层加速度、土层土压力三种数据绘制曲线,归纳总结变化规律,得出如下结论:(1)三种加固模型,孔隙水压力时程曲线变化均随振动缓慢增加到峰值,然后逐渐恢复平静直到结束,但峰值不同,其中碎石桩加固模型和碎石桩与钢管桩对角布置复合加固模型各组孔隙水压力变化较大,而碎石桩与钢管桩对面布置复合加固模型各组孔隙水压力比较接近。(2)不同加固模型的加速度变化表明,碎石桩模型和复合桩对角布置模型均在埋深24cm处达到最大值,相反复合桩对面布置模型在埋深24cm处为最小值,说明碎石桩模型和复合桩对角布置模型的桩体中部截断的可能性较大,此处抗液化效果不好;相比复合桩对面布置的桩体整体加速度较小,桩体正常发挥抗液化作用,抗液化效果较好。(3)不同加固模型的土压力变化表明,三种模型的土压力均在埋深24cm处达到最小值,土压力从小到大依次排列为复合桩对角布置模型、碎石桩模型、复合桩对面布置模型,说明三种模型中桩体中部发生不同程度的液化现象,桩体中部可能不同程度的失去抗液化作用,其中,复合桩对面布置模型的加固效果土压力最大,相比其它加固模式抗液化效果良好。综上,碎石桩与钢管柱复合对面布置加固液化土模型是比较好的抗液化模型;加固液化土模型中的桩体中部位置是受力薄弱部位,三种桩型中部不同程度的失去抗液化作用;密实度和上部荷载对液化的影响较大。因此,实际工程中可以考虑采用碎石桩与钢管桩复合对面布置加固液化土,会取得较好的加固效果。
【关键词】：砂土液化 碎石桩 碎石桩与钢管桩 振动台 密实度 上部荷载 加速度 土压力
【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】：TU435
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-23
• 1.1 引言9-10
• 1.2 砂土液化特性10-13
• 1.2.1 砂土液化的定义10
• 1.2.2 砂土液化的机理10-11
• 1.2.3 砂土液化的影响因素11-13
• 1.2.4 液化土处理方法13
• 1.3 国内外砂土液化研究现状13-17
• 1.4 桩体加固液化土的研究17-19
• 1.4.1 碎石桩加固液化土17
• 1.4.2 钢管桩加固液化土17-18
• 1.4.3 水泥土桩加固液化土18
• 1.4.4 复合桩加固液化土18-19
• 1.5 振动台试验在砂土液化中的应用19-20
• 1.6 研究内容20-23
• 第二章 试验设备简介23-31
• 2.1 试验设备系统23
• 2.2 振动台23-24
• 2.3 振动台试验参数的设计24-28
• 2.3.1 地震模拟信号的确定24-27
• 2.3.2 试验模型参数计算27-28
• 2.4 试验施加荷载的确定28-29
• 2.5 试验传感器的类型和参数29-31
• 第三章 试验模型准备31-41
• 3.1 模型箱31-32
• 3.1.1 模型箱的类别31
• 3.1.2 模型箱的制作31-32
• 3.1.3 模型箱边界处理32
• 3.2 试验用砂32-34
• 3.2.1 试验土的选取32-33
• 3.2.2 碎石材料33-34
• 3.3 试验桩体制作34-35
• 3.3.1 钢管桩制备34
• 3.3.2 碎石桩制作34-35
• 3.4 试验模型35-36
• 3.5 试验模型制备36-39
• 3.5.1 桩体加固地基模型的制备36-37
• 3.5.2 碎石桩加固地基模型制备37-38
• 3.5.3 碎石桩与钢管桩复合加固地基模型（不同布桩形式）制备38-39
• 3.6 试验设备调试39-41
• 第四章 试验数据分析41-91
• 4.1 碎石桩加固模型41-57
• 4.1.1 竖向加载 6kg41-49
• 4.1.2 竖向加载 9kg49-57
• 4.2 碎石桩与钢管桩对角布置复合加固57-73
• 4.2.1 竖向加载 6kg57-65
• 4.2.2 竖向加载 9kg65-73
• 4.3 碎石桩与钢管桩对面布置复合加固73-89
• 4.3.1 竖向加载 6kg73-81
• 4.3.2 竖向加载 9kg81-89
• 4.4 本章小结89-91
• 第五章 实验数据综合分析91-103
• 5.1 不同加固模式的孔隙水压力变化91-92
• 5.2 加速度的综合分析92-97
• 5.2.1 三种加固模式中不同上部荷载和不同密实度对加速度的影响分析92-94
• 5.2.2 相同密实度不同上部荷载作用下三种模型加速度分析94-96
• 5.2.3 相同上部荷载不同密实度下三种模型加速度分析96-97
• 5.3 土压力的综合分析97-101
• 5.3.1 三种加固模式中不同上部荷载和不同密实度对土压力的影响分析97-99
• 5.3.2 相同密实度不同上部荷载作用下三种模型土压力分析99-100
• 5.3.3 相同上部荷载不同密实度下三种模型土压力分析100-101
• 5.4 本章小结101-103
• 第六章 试验结论和展望103-105
• 6.1 结论103-104
• 6.2 展望104-105
• 参考文献105-111
• 致谢111-113
• 攻读学位期间发表的学术论文113

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本文编号：963063