带缺陷的大直径嵌岩灌注桩承载力评价研究

发布时间：2017-04-24 17:42

  本文关键词：带缺陷的大直径嵌岩灌注桩承载力评价研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：桩基础是高桩码头不可或缺的重要组成部分,而大直径嵌岩灌注桩在内河码头中的应用更是日益广泛。对于嵌岩桩基承载力的研究已经较为深入和成熟,桩基承载能力的影响因素主要有两个方面:一是地基土强度,二是桩本身的结构强度。在一般情况下,人们主要考虑第一个影响因素来研究桩基承载力,然而忽略了桩身结构强度对桩基承载力的影响。缺陷桩的出现在港口工程桩基施工过程中往往是很常见的,桩身常见的缺陷形式一般包括断桩、扩颈桩,缩颈桩、桩周泥皮和桩底沉渣等。目前对于带缺陷的嵌岩桩基的研究大多是对其承载性状的探讨与分析,鲜有对其承载力进行定性和定量的研究。在此前提下,本文针对港口工程嵌岩灌注桩水下浇筑混凝土的过程中常见的两种桩身缺陷形式,对含有断桩和缩颈桩缺陷的嵌岩群桩承载力的变化规律、预测和评价进行了分析和研究。本文利用ABAQUS有限元分析软件建立了正常嵌岩群桩有限元分析模型,并通过模型的修改来模拟带有断桩缺陷和缩颈桩缺陷的嵌岩群桩。通过有限元计算得到不同缺陷形式、不同缺陷大小以及不同缺陷深度情况下的嵌岩群桩极限承载力,将计算结果与正常嵌岩群桩承载力进行对比分析,确定各因素对桩基承载力的影响比重,从而分析和探讨带缺陷的嵌岩群桩的承载力变化规律。结果表明嵌岩群桩角桩和中心桩出现断桩缺陷时,其极限承载力分别约为正常嵌岩群桩极限承载力的79%和83%,嵌岩群桩角桩和中心桩出现缩颈桩缺陷时,其极限承载力均约为正常嵌岩群桩极限承载力的97%~98%,当缺陷位置位于桩身嵌岩段的上半段(即中层缺陷位置以上)桩身时,缺陷位置的变化对嵌岩群桩整体承载力的影响较为明显,反之,则不那么明显。此外嵌岩群桩极限承载力并非随着缺陷深度的增加而一直增大,而是会出现一个峰值,这是由于嵌岩群桩的群桩效应和承台的存在而导致的。利用灰色系统理论,结合有限元计算结果,对影响带缺陷桩基承载力的缺陷深度和缺陷大小因素进行灰关联分析,得到这种相关性的大小的数量表征,即灰关联度,并为依据灰色理论而建立带缺陷的嵌岩桩基承载力预测模型奠定基础。通过建立灰色模型GM?1,1?,在满足精度要求的条件下对带缺陷的嵌岩灌注桩基承载力进行预测和评价研究。结果表明利用灰色系统理论的方法对带缺陷的嵌岩群桩承载力进行预测和评价是可行的。
【关键词】：缺陷桩 有限元分析 桩基承载力评价 灰色系统理论 GM(1 1)模型
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U656.1;U655.55
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 选题背景及研究意义10
• 1.2 缺陷桩的国内外研究现状10-14
• 1.2.1 缺陷桩的成因、危害和预防措施10-13
• 1.2.2 缺陷桩的研究现状和发展动态13-14
• 1.3 嵌岩群桩承载性能影响因素分析14
• 1.4 带缺陷的嵌岩群桩承载性能影响因素分析14-15
• 1.5 本文的主要研究内容15-17
• 第二章 带缺陷的嵌岩桩基承载性能有限元分析方法研究17-27
• 2.1 概述17
• 2.2 ABAQUS相关理论17-20
• 2.2.1 ABAQUS有限元软件介绍17-18
• 2.2.2 ABAQUS中的接触数值模拟18-19
• 2.2.3 ABAQUS中的初始地应力平衡19-20
• 2.3 基于ABAQUS/CAE的带缺陷桩基前处理模块设计20-22
• 2.3.1 概述20
• 2.3.2 正常大直径嵌岩灌注桩基有限元模型前处理20-22
• 2.3.3 带缺陷的大直径嵌岩灌注桩基有限元模型前处理22
• 2.4 工程实例验证22-25
• 2.4.1 工程概况23
• 2.4.2 工程地质条件23-24
• 2.4.3 有限元模型和分析结果24-25
• 2.5 本章小结25-27
• 第三章 带断桩缺陷的嵌岩灌注桩基承载性能数值模拟分析27-53
• 3.1 引言27
• 3.2 带断桩缺陷的嵌岩群桩有限元模型27-30
• 3.2.1 几何模型27-29
• 3.2.2 材料参数29
• 3.2.3 边界条件29
• 3.2.4 荷载情况29-30
• 3.3 计算结果分析30-51
• 3.3.1 正常嵌岩群桩计算结果分析30-32
• 3.3.2 浅层断桩缺陷计算结果分析32-38
• 3.3.3 中层断桩缺陷计算结果分析38-44
• 3.3.4 深层断桩缺陷计算结果分析44-50
• 3.3.5 综合对比分析50-51
• 3.4 本章小结51-53
• 第四章 带缩颈桩缺陷的嵌岩灌注桩基承载性能数值模拟分析53-73
• 4.1 引言53
• 4.2 带缩颈桩缺陷的嵌岩群桩有限元模型53-55
• 4.2.1 几何模型53-55
• 4.2.2 材料参数55
• 4.2.3 边界条件55
• 4.2.4 荷载情况55
• 4.3 计算结果分析55-72
• 4.3.1 浅层缩颈桩缺陷计算结果分析55-61
• 4.3.2 中层缩颈桩缺陷计算结果分析61-66
• 4.3.3 深层缩颈桩缺陷计算结果分析66-71
• 4.3.4 综合对比分析71-72
• 4.4 本章小结72-73
• 第五章 基于灰色系统理论的缺陷嵌岩群桩承载力评价研究73-83
• 5.1 引言73
• 5.2 灰色系统理论简介及基本原理73-74
• 5.3 带缺陷的嵌岩群桩承载力影响因素与承载力的相关性研究74-78
• 5.4 带缺陷的嵌岩群桩承载力评价及预测模型的建立78-82
• 5.4.1 灰色系统模型的建模过程78-80
• 5.4.2 残差修正80-82
• 5.5 本章小结82-83
• 第六章 结论与展望83-86
• 6.1 主要结论83-84
• 6.2 建议与展望84-85
• 6.3 结束语85-86
• 致谢86-87
• 参考文献87-90
• 在校期间发表的论著及取得的科研成果90

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 吴继敏;董志高;董平;;钻孔灌注桩桩底沉渣对桩承载性状影响[J];解放军理工大学学报(自然科学版);2008年05期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 冯立富;沉渣对钻孔灌注桩竖向承载性状影响的试验研究和数值分析[D];天津大学;2012年

  本文关键词：带缺陷的大直径嵌岩灌注桩承载力评价研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：324659