湿陷性黄土地区长短组合桩基的设计参数对其水平受力性能影响的分析研究

来源 :兰州交通大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:beautyyin123
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为满足公路和铁路运营荷载等级的提高和相关建筑物的使用需求,在既有桥梁、建筑结构及其它建筑物的基础工程加固过程中,为了满足基础承载力与沉降量的要求,往往需要增补大直径的长桩,使结构的基础处于新补长桩与原来短桩共同工作的状况。由于加固桩一般相对既有桩要长,不可避免地出现大小桩径共存的长短组合桩基础。而目前国内外对于这种桩基的研究相对很少,设计理论和计算方法还不够完善,有必要对其承载性能进行研究。本文结合四根基桩的桩基加固方案,对于长短组合桩基础的水平受力性能进行探索。对于长短组合桩基础,由于桩长的长短不同、桩径的大小差异及桩间距的大小等因素对其承载性能均会有不同程度的影响。为了解长短组合桩这种形式桩基础的受力性能,文中采用有限元数值模拟方法,对均质湿陷性黄土中的长短组合桩基础在水平荷载作用下其浸水前后的受力性能进行了相关的分析和探讨。论文完成的主要工作有:(1)在查阅相关文献资料的基础上,对长短组合桩基的特点及其水平受力性能的分析方法、原理、研究现状进行了综述;并结合桩基加固工程中遇到的由于增补基桩进行加固而形成的长短组合桩的设计问题,提出了本文的研究目标。(2)结合长短组合桩基础分析所采用的土体本构模型,确定了有限元数值模拟时所选择的等参单元和位移函数。(3)采用ABAQUS软件对典型的四根基桩的桩基加固所形成的长短组合桩基进行了数值模拟。对不同桩数、桩长、桩径、桩距等条件下桩基础中桩的受力性进行分析,探讨了相关的设计参数对其水平承载性能的影响;同时对桩基浸水后承载能力的变化情况进行了分析比较。结果表明:①通过不同荷载作用下的桩基的受力性能分析,其桩顶的内力和变位值与理论计算结果吻合较好,从而验证了计算分析模型的正确性和合理性。②通过对长桩桩长、桩距、桩径、桩数变化的桩基进行分析,得到不同的补桩长度、桩距、桩径、桩数对桩基受力性能的影响;针对分析的基础模型确定了合理的补桩长度、桩距、桩径和桩数方案。③通过表层土浸水前后参数变化的模拟分析,探讨了湿陷性黄土地区桩基在受水浸泡后的承载力变化情况,提出相应的施工要求和管理建议。
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