考虑边坡效应的桥梁桩基础力学行为的理论与试验研究

发布时间：2017-08-13 05:23

  本文关键词：考虑边坡效应的桥梁桩基础力学行为的理论与试验研究

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【摘要】：随着我国西部大开发战略的实施,为满足人们对交通运输快速、便捷的要求,更多的高速铁路和高速公路以隧道和高架桥的形式穿越,致使桥梁桩基础难免修建在黄土边坡上。此时,由于桩基受边坡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,用平地桩基的理论和经验已经不适用于边坡上的桩基。本文结合中国铁路总公司科技开发计划课题“西北地区黄土边坡上高速铁路桥梁群桩基础的力学行为与设计理论研究(2012G013-H)”,对考虑边坡影响的桩基的承载机理和受力特点进行了系统分析,主要在以下几个方面进行了研究:(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桩基受力微分方程,应用有限差分解对微分方程进行了求解。(3)对考虑边坡效应的影响因素进行了分析,分别考虑了不同滑坡推力分布模式、不同边坡角度对边坡上桥梁桩基内力和位移的影响。(4)在室外进行了黄土边坡桥梁桩基试验,同时进行了竖向荷载和水平荷载作用下的3组6根桩基的受力试验,获得桩基桩顶水平位移和桩身应力值。(5)基于试验建立了FLAC 3D数值模型,其数值模拟结果与试验结果进行了对比分析,深入探讨了承载力、地基系数与桩坡距的关系。
【关键词】：桥梁基桩 边坡效应 分布模式 微分方程 力学行为
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U443.15
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-13
• 1.1 概述9
• 1.2 桩基础的研究现状9-11
• 1.3 研究的必要性11
• 1.4 本文准备解决的问题11-13
• 2 考虑边坡效应的桥梁单桩受力分析13-33
• 2.1 概述13
• 2.2 边坡稳定的相关理论13-16
• 2.3 考虑边坡效应的单桩荷载传递过程16-18
• 2.3.1 竖向荷载传递过程16-17
• 2.3.2 横向荷载传递过程17-18
• 2.4 坡体土推力及抗力的分布研究18-23
• 2.4.1 坡体抗力的分布研究18
• 2.4.2 坡体推力的分布模式18-21
• 2.4.3 坡体推力的分布函数形式21-23
• 2.5 考虑边坡效应桩基受力的有限差分解23-27
• 2.5.1 基本假定23
• 2.5.2 微分方程的建立23-25
• 2.5.3 微分方程的有限差分解25-27
• 2.6 考虑边坡效应的桥梁单桩结果分析27-32
• 2.6.1 算例27
• 2.6.2 不同滑坡推力分布模式的桩基受力分析27-29
• 2.6.3 不同坡度的桩基受力分析29-32
• 2.7 小结32-33
• 3 考虑边坡效应的桩基础力学行为试验研究33-46
• 3.1 试验目的33
• 3.2 实验设计33-37
• 3.2.1 基本概况33-34
• 3.2.2 试验过程设计34-35
• 3.2.3 加载系统设计35-36
• 3.2.4 加载过程及破坏条件36-37
• 3.3 试验过程与试验数据37-45
• 3.3.1 土试验结果37
• 3.3.2 第一组试验37-40
• 3.3.3 第二组试验40-42
• 3.3.4 第三组试验42-45
• 3.4 小结45-46
• 4 考虑边坡影响的桩基础力学行为的数值模拟分析46-69
• 4.1 数值模拟软件FLAC3D的概述46-47
• 4.2 FLAC 3D建模过程47-52
• 4.2.1 模型的尺寸确定与网格划分47-49
• 4.2.2 模型本构与参数确定49-50
• 4.2.3 模型破坏判断准则50-52
• 4.3 试验与数值模拟结果的对比分析52-67
• 4.3.1 第一组试验对比分析52-57
• 4.3.2 第二组试验对比分析57-60
• 4.3.3 第三组试验对比分析60-64
• 4.3.4 水平承载力与桩坡距的关系64-65
• 4.3.5 水平位移与桩坡距D的关系65-66
• 4.3.6 m值与桩坡距D的关系66-67
• 4.4 本章小结67-69
• 5 结论及展望69-71
• 致谢71-72
• 参考文献72-75
• 攻读学位期间的研究成果75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 赵明华;吴家继;何玮茜;刘猛;;基于土拱效应的桩承式路堤承载变形计算研究[J];湖南大学学报(自然科学版);2016年03期

2 杨明辉;赵明华;刘建华;邬龙刚;;高陡边坡桥梁基桩内力计算的幂级数解[J];中南大学学报(自然科学版);2007年03期

3 郑颖人,杨明成;边坡稳定安全系数求解格式的分类统一[J];岩石力学与工程学报;2004年16期

4 傅旭东,刘祖德,陈晓平;单桩承载力可靠度的非线性摄动随机有限元分析[J];岩石力学与工程学报;2003年01期

5 郑颖人,赵尚毅,张鲁渝;用有限元强度折减法进行边坡稳定分析[J];中国工程科学;2002年10期

6 郑颖人,赵尚毅;用有限元法求边坡稳定安全系数[J];公路交通技术;2002年01期

7 寇晓东,周维垣,杨若琼;FLAC-3D进行三峡船闸高边坡稳定分析[J];岩石力学与工程学报;2001年01期

8 赵振东,傅铁铭,土岐宪三;桩头侧向集中荷载作用下桩-土系统的非线性动力性能分析[J];地震工程与工程振动;1997年03期

9 赵明华,侯运秋,曹喜仁;倾斜荷载下基桩的受力研究[J];湖南大学学报(自然科学版);1997年02期

10 章连洋;陈竹昌;;粘性土中P—y曲线的计算新方法[J];港口工程;1991年02期

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1 刘建华;岩质边坡桥梁基桩受力分析的理论与试验研究[D];湖南大学;2007年

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本文编号：665605