閉合型地下連續(xù)墻橋梁基礎(chǔ)承載機(jī)理研究.pdf

1、閉合型地下連續(xù)墻（以下簡(jiǎn)稱閉合墻）整體剛度大，承載能力高，作為一種新型的橋梁基礎(chǔ)，不僅具有良好的豎向承載性能，而且還具有很好的水平承載特性。然而，由于墻內(nèi)土芯受力變形十分復(fù)雜，基礎(chǔ)承載性狀的影響因素眾多，到目前為止，對(duì)閉合墻橋梁基礎(chǔ)的承載機(jī)理這一問題尚未得到很好的解決。為此，本文結(jié)合交通部西部交通科技項(xiàng)目，采用現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)、數(shù)值計(jì)算和理論分析的方法對(duì)單室閉合墻基礎(chǔ)的荷載傳遞機(jī)理及其承載性狀進(jìn)行了系統(tǒng)的分析和研究。主要研究?jī)?nèi)容和成果如下：

2、 （1）通過閉合墻現(xiàn)場(chǎng)豎向載荷試驗(yàn)，對(duì)黃土層中閉合墻的荷載—沉降特性、墻身軸力與墻側(cè)摩阻力的發(fā)揮性狀、墻側(cè)摩阻力和端阻力荷載分擔(dān)比的變化規(guī)律進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：閉合墻具有端承摩擦墻的特性；豎向承載力由墻側(cè)摩阻力和端阻力共同承擔(dān)；側(cè)摩阻力和端阻力的發(fā)揮取決于墻周土性參數(shù)的變化及墻土之間相對(duì)位移量的大小。 （2）考慮墻內(nèi)土芯的承載作用，通過數(shù)值計(jì)算和分析，對(duì)豎向荷載作用下閉合墻基礎(chǔ)的荷載傳遞機(jī)理，墻身內(nèi)、外側(cè)摩阻力的發(fā)揮機(jī)

3、制，以及各荷載分量及其荷載分擔(dān)比隨墻頂荷載變化的分布規(guī)律等進(jìn)行了研究；并探討了墻身截面形狀及尺寸、土體物理力學(xué)特性等因素對(duì)閉合墻承載性狀的影響。 （3）研究了墻端附近墻內(nèi)土芯的受力變形規(guī)律。采用土拱理論，基于平面應(yīng)變假定，確定了土拱的合理拱軸線為二次拋物線形式，并對(duì)土拱的最不利受力截面位置、土拱出現(xiàn)及保持穩(wěn)定的條件進(jìn)行了詳細(xì)探討。指出：存在于土芯端部附近范圍內(nèi)的“應(yīng)力鍋狀拱”效應(yīng)有利于墻身內(nèi)側(cè)摩阻力及端阻力的發(fā)揮。 （4

4、）通過水平荷載作用下閉合墻基礎(chǔ)的三維數(shù)值計(jì)算，研究了閉合墻基礎(chǔ)的水平受力變形破壞特征，以及墻身變位、內(nèi)力及墻側(cè)地基橫向土抗力變化的分布規(guī)律。并探討了不同加載方向下矩形閉合墻基礎(chǔ)其水平屈服強(qiáng)度的方向性。 （5）斜向荷載作用下閉合墻基礎(chǔ)的承載機(jī)理與單一的豎向或水平向荷載分別作用情況不同，其受力變形特征包括了豎向或水平向荷載單獨(dú)作用下的各種可能情況。數(shù)值計(jì)算表明：斜向荷載作用下閉合墻基礎(chǔ)的極限承載力與墻頂荷載的傾斜程度及墻身側(cè)摩阻力的

5、發(fā)揮性狀有關(guān)；其極限承載力應(yīng)綜合考慮地基土體的豎向承載能力、基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)允許的位移量、地基橫向土抗力、墻身材料強(qiáng)度特性等方面的要求。 （6）利用荷載傳遞法，推導(dǎo)出了閉合墻豎向荷載—沉降關(guān)系的彈塑性半解析公式，并求得了任意截面墻身軸力及墻身側(cè)摩阻力計(jì)算表達(dá)式。通過計(jì)算分析，表明此公式能較好的分析豎向荷載作用下閉合墻基礎(chǔ)的荷載傳遞機(jī)理及其承載性狀。 （7）基于地基系數(shù)m法，按照彈性地基上有限長(zhǎng)梁的方法，建立了地基橫向土抗力、