土體側(cè)移作用下既有軸向受荷樁性狀模型試驗與數(shù)值分析.pdf

1、隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展和交通、港口、碼頭等行業(yè)的蓬勃興起，既有軸向受荷樁受鄰近土體側(cè)移作用的問題近年來在工程實踐中更是經(jīng)常遇到，如何對土體側(cè)移作用下既有軸向受荷樁的承載性狀進行分析，已成為巖土工程近期研究的一個熱點和難點問題。然而目前國內(nèi)外缺乏實用有效的分析方法，對此類問題的分析通常是依靠工程經(jīng)驗估算為主。因此，有必要對此情況下的被動樁進行系統(tǒng)地研究。本文以土體側(cè)移作用下的軸向受荷樁為研究對象，以數(shù)值分析、模型試驗和理論計算為研究手段，

2、研究了土體側(cè)移與軸向荷載耦合作用下的被動樁基承載和變形性狀，以期為實際工程提供理論依據(jù)和實踐指導(dǎo)。
　　 本文的研究內(nèi)容主要包括幾個方面：
　　 1.開挖引起的擋墻后土體水平位移場分析?；趯σ延醒芯抠Y料的總結(jié)整理，確定開挖或堆載引起的鄰近土體位移模式；采用三維有限差分方法，將開挖過程及主要影響因素簡化為既定模式的土體位移邊界條件，對擋墻后的土體自由位移場進行分析，研究開挖引起的擋墻后土體位移分布規(guī)律。
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3、.土體側(cè)移對既有軸向受荷樁影響的數(shù)值分析。利用三維有限差分方法，將開挖過程對樁基的影響，簡化為既定位移邊界條件對鄰近樁基的影響，研究不同土體位移邊界條件下鄰近單樁和群樁(兩樁)的力學(xué)響應(yīng)，和已有文獻的算例進行對比，驗證本文數(shù)值分析方法的正確性；并對主要影響因素進行分析，研究土體側(cè)移和軸向荷載耦合作用下鄰近單樁和群樁(兩樁)的彎矩、位移等變化規(guī)律以及群樁的遮簾效應(yīng)和加筋效應(yīng)。
　　 3.土體側(cè)移與軸向荷載耦合作用的模型試驗裝置設(shè)計

4、。設(shè)計一種可以模擬多種土體側(cè)移模式的試驗裝置，此裝置主要特點是由鋼板和鋼化玻璃組裝而成，左右兩側(cè)箱壁上半部分不封閉，分別用簾狀加載板和簾狀擋板代替，可以實現(xiàn)多種土體位移模式下的試驗，也可以實現(xiàn)單樁、群樁以及半模樁試驗。
　　 4.土體側(cè)移作用下既有軸向受荷樁的模型試驗研究。設(shè)計并進行土體側(cè)移與軸向荷載耦合作用的單樁和群樁(兩樁)的室內(nèi)半模樁試驗，研究不同土體位移模式(矩形、半拋物線形)與軸向荷載作用下，樁身彎矩、位移、剪力和樁側(cè)

5、土壓力等變化特性以及樁土接觸面的土體位移模式，進行對比分析，并研究群樁的遮簾和加筋效應(yīng)等。
　　 5.軸向和水平荷載作用下單樁的積分方程分析方法。基于彈性半空間內(nèi)作用一水平集中力的Mindlin基本解，采用Muki提出的虛擬樁模型，結(jié)合積分方程理論，建立考慮水平荷載和軸向荷載耦合作用下單樁的第二類Fredholm積分方程，通過數(shù)值計算求得樁身的剪力、位移、彎矩等。數(shù)值計算結(jié)果表明，與已有經(jīng)典解答相比，本文的方法是可行的。