桩土系统荷载传递机理分析

桩土系统荷载传递机理分析

一、桩与土体系荷载传递的机理分析(论文文献综述)

王帅[1](2021)在《天然地基超高层建筑的基础设计研究》文中认为目前,西安地区超高层建筑的发展已经成为一个大趋势,对于一个正朝着超高层发展的城市,关于超高层基础设计方面的研究少之又少,为后续相关建筑基础设计带来一定的不便。因此,针对西安地区超高层建筑的基础设计研究非常有必要。考虑到桩基础的承载特性是影响超高层建筑稳定性的主要因素,本文依托西安某超高层建筑工程项目,采用数值模拟与单桩竖向抗压静载试验相结合的方法,分析研究了超高层建筑群桩基础承受竖向和横向荷载的特性,得到了西安地区最合理的基础选型,为后续西安地区相关基础设计提供了参考。主要工作如下:(1)通过分析西安地区某超高层建筑工程的现场单桩静载荷试验,分析了单桩竖向承载特性,并确定出单桩极限承载力;运用有限元模拟现场单桩静载荷试验,基于模拟与试验所得的极限承载力和Q-s曲线进行对比,发现模拟得到的结果与试验得到的结果相似,从而,验证了单桩有限元模型的准确性,桩土参数选取的合理性,为群桩模型-桩筏基础的建立奠定了基础。(2)基于上述单桩极限承载力研究,通过计算得到不同桩长、不同桩径所对应不同桩数下的9种群桩基础方案,运用有限元建立此9种布桩方案的群桩基础模型,模拟了同级荷载作用下超高层桩筏基础的承载特性。研究表明:大多数桩筏基础表现出中部大、边缘小的碟形沉降特点,验证了桩筏基础的群桩效应。(3)在上述9种布桩方案研究的基础上,考虑了不同因素对群桩基础沉降的影响,建立了 81组不同组合形式下的桩筏基础模型,通过变桩径、变桩长、变桩间距的单一控制变量法对桩筏基础竖向承载特性的影响因素展开了研究。结果表明:在上部结构竖向荷载作用下,适当增大桩径、桩长或桩间距会对群桩基础的极限承载力和差异沉降产生正向作用,但是当上述数值超过某一限值后,正向效应将不再显着;随后基于各模型的沉降结果,选出较为合理的基础布桩形式,并且结合变刚度调平理论,对合理的基础选型进行变桩长变桩间距调平调整桩筏基础刚度,研究得到当核心筒桩长为70m、桩间距3m,框架柱区桩长为60m、桩间距4m时的布桩方式,可以使桩筏基础的差异沉降达到最小且更加经济。(4)为研究超高层桩筏基础受横向荷载时的承载特性,建立了基于超高层横向荷载为主控因素的风荷载模型,得到相应超高层建筑在不同高度下的顺风向风压标准值,对风压标准值和建筑高度进行数值拟合,得到风压标准值的表征方程,进而得到实际建筑受风荷载时对基础产生的作用效应,结合上述研究内容中最合理的基础形式在竖向荷载和横向荷载共同作用下,通过有限元模拟分析得出,桩筏基础水平位移值为1.5mm、倾斜角度为0.0002度,两者均小于允许值,从而,验证了此基础选型的稳定性以及选取的合理性。

余路遥[2](2021)在《砂土中竹节方桩群桩抗拔试验研究》文中指出预应力混凝土竹节方桩(简称“竹节方桩”)是一种近期发展起来的新桩型。其在普通等截面方桩的基础上进行改进,沿桩身设置竹节,改变了桩的结构形式和受力机理。相较于传统的等截面方桩,竹节方桩具有抗拔承载力高、经济性好等优点。目前,竹节方桩已经在沿海地区一些工程中投入使用,但整体上仍处于技术开发和应用研究阶段,对其抗拔特性的研究并不多见,群桩抗拔相关的研究就更加少见。然而在我们实际工程应用中,桩基一般都是以群桩形式出现的,并且单桩和群桩在受到上拔荷载时工作性状存在较大的差异,桩群和土之间的共同作用构成承力的体系,受力的整个过程十分复杂。本文通过竹节方桩室内模型实验来研究竹节方桩群桩在砂土中受上拔荷载的抗拔机理和承载性能,主要研究内容有:(1)研究了竹节方桩的在上拔荷载作用下的受力机理以及竹节方桩的承载力的计算方法。(2)研究并探讨室内模型试验的加载装置及加载方案;设计并进行了一组等截面方桩与竹节方桩的抗拔对比试验。实验结果表明:砂土中竹节方桩的单桩极限抗拔承载力相较于普通方桩有约45%的提高。荷载较小时,传递至桩身下部轴力较少,桩身最大侧摩阻力位置较高。随着荷载增大,更多轴力被传递至桩身下部,最大侧摩阻力位置下移。相同上拔荷载下,竹节方桩桩周土压力值较普通方桩高。(3)采用室内模型试验方法,对不同桩间距和不同桩数条件下竹节方桩群桩承载性状进行研究。实验结果表明:竹节方桩群桩在砂土中的荷载-位移曲线为陡升型,平均单桩极限抗拔承载力要小于单桩极限抗拔承载力。随着桩间距的不断增大,各基桩之间应力叠加作用减小,群桩极限抗拔承载力近似线性增大。相同桩间距下,随着竹节方桩群桩基础中桩数增多,各基桩之间相互影响愈严重,群桩极限抗拔承载力减小。在5桩群桩基础中,中心桩同时受到四根角桩影响,抗拔性能发挥较差,桩身轴力和侧摩阻力数值要小于角桩。(4)通过收集竹节方桩单桩现场静载荷实验数据,与室内模型试验结果进行对比,分析探究竹节方桩单桩的抗拔机理。分析结果表明,单桩的模型试验结果与现场静载荷试验结果具有一定相似性,说明了竹节对抗拔性能的提升效果。

曹耿[3](2021)在《井筒式地下连续墙桥梁基础变位与承载力研究》文中认为井筒式地下连续墙是一种新型的桥梁基础形式,具有整体刚度大、承载力高和抗震能力强的优越性能;然其荷载传递机理复杂,承载性状不明确以及计算方法不成熟,制约了这种基础形式的发展应用。目前,水平变位主要采用八弹簧和四弹簧计算方法(分别针对刚性和弹性井筒式地下连续墙);竖向沉降主要采用荷载传递法;这些计算方法均基于Winkler地基模型,将墙侧土体视为弹簧。Winkler弹簧模型简洁方便,但具有很强的经验性,不能揭示土体的连续性、基础尺寸效应以及地基横观各向同性特性的影响。此外,针对井筒式地下连续墙基础动力响应的理论计算方法以及组合荷载作用下地基承载力的研究尚未见报道。因此,本文基于改进Vlasov地基模型,提出了矩形截面井筒式地下连续墙基础水平和竖向受荷响应的计算方法,提示了水平和竖向土抗力的产生机理;建立了组合荷载作用下地基承载力包络面,可判定其在荷载空间内的稳定性。本论文的主要研究内容包括以下几个方面:(1)基于改进Vlasov地基模型,建立了井筒式地下连续墙基础水平受荷响应半解析解。根据水平静荷载作用下矩形截面井筒式地下连续墙-土体系的相互作用,基于墙土位移协调特性,将墙土视为完全接触的连续体,提出了墙土体系的水平位移模式。基于铁木辛柯梁模型和水平位移模式,分别建立了各向同性和横观各向同性地基中墙-土体势能泛函,根据最小势能原理得到了墙-土体系水平位移模式中未知函数的控制方程和边界条件。引入转换函数对地下连续墙水平位移函数和弯曲转角函数耦合控制方程进行解耦。建立了墙体的水平土抗力计算模型,阐释了水平土抗力的产生机理。引入迭代算法对地下连续墙水平位移函数和土体位移衰减函数进行解耦并求解。通过算例验证了计算理论和程序的正确性,并研究了各向同性地基中土芯、矩形截面尺寸、地下连续墙厚度以及横观各向同性地基性质对井筒式地下连续墙水平受荷响应的影响。(2)基于改进Vlasov地基模型,建立了井筒式地下连续墙基础竖向沉降半解析解。根据墙土位移协调特性,将墙与土视为完全接触的连续体,提出了墙-土体系的竖向沉降位移模式。基于竖向位移模式和“虚土桩”模型分别建立了各向同性和横观各向同性地基中井筒式地下连续墙和土体势能泛函,根据最小势能原理得到了竖向位移模式中未知函数的控制方程和边界条件。建立了墙体竖向侧阻力计算模型,阐释了竖向侧阻力产生机理。引入迭代算法对地连续墙竖向位移函数和土体位移衰减函数进行解耦并求解。研究了各向同性地基中土芯率、矩形截面尺寸及横观各向同性地基性质对竖向位移、轴力和侧阻力的影响。(3)基于改进Vlasov地基模型,建立了井筒式地下连续墙基础水平受荷动力响应的半解析解。根据水平动荷载作用下矩形截面井筒式地下连续墙-土体系的相互作用,提出了墙-土体系分离变量形式的动水平位移模式。基于铁木辛柯梁模型和水平位移模式分别建立了各向同性和横观各向同性粘弹性地基中墙-土体系的能量泛函,根据哈密尔顿变分原理得到了墙-土体系水平运动控制方程及边界条件。引入转换函数对地下连续墙水平位移函数和弯曲转角函数耦合控制方程进行解耦。建立了墙体水平动荷载作用下土抗力计算模型,阐释其产生机理。引入迭代算法对地连续墙水平位移函数和土体位移衰减函数进行解耦并求解。通过算例验证了计算理论和程序的正确性。研究了各向同性地基中井筒式地下连续墙厚度(土芯率)、截面尺寸以及横观各向同性地基性质对井筒式地下连续墙墙顶复刚度的影响。(4)基于改进Vlasov地基模型,建立了井筒式地下连续墙基础竖向受荷动力响应的半解析解。依据竖向动荷载作用下矩形截面井筒式地下连续墙土体系的相互作用,提出了墙-土体系分离变量形式的竖向位移模式。基于“虚土桩”模型和竖向位移模式分别建立了各向同性和横观各向同性粘弹性地基中墙-土体系的能量泛函,根据哈密尔顿变分原理得到了墙体、土柱和土体竖向运动控制方程和边界条件。建立了墙体竖向动侧阻力计算模型,阐释其产生机理。引入迭代算法对地连续墙竖向位移函数和土体位移衰减函数进行解耦并求解。通过算例验证了计算方法的正确性。研究了各向同性地基中土芯率、矩形截面尺寸、墙底土层模量和厚度以及横观各向同性地基性质对井筒式地下连续墙竖向墙顶复刚度的影响。(5)通过有限元模型固定位移比加载方法,建立了不同高宽比、墙土摩擦系数、竖向荷载比情况下的地基水平—弯矩(H-M)承载力包络线。将本文计算的浅基础承载力系数与文献结果对比验证了本文墙土接触模型建模的准确性。通过固定位移比加载方法(Probe test)得到了浅基础地基承载力包络线,并与文献经典包络线对比,验证了加载方法的正确性。分析了井筒式地下连续墙高宽比、墙土摩擦系数和竖向荷载比对包络线的影响。

王安辉[4](2020)在《软弱地层中劲芯复合桩的水平承载性状与抗震性能研究》文中认为由于水平荷载和地震液化引起的桩基侧移过大或桩身结构强度破坏等工程事故屡见不鲜,有效提升软弱地层中桩基础的水平承载力与抗震性能是岩土工程中亟需解决的挑战,也是桩基工程研究的热点和难点问题。劲芯复合桩(简称复合桩)是将水泥土搅拌桩(或高压旋喷桩)与高强度的预制混凝土管桩联合形成的一种复合材料新桩型。工程实践表明预制混凝土管桩周围的水泥土可显着提高其竖向承载力,但国内外对劲芯复合桩的水平承载性状与抗震性能的研究尚处于探索阶段,已有成果难以指导工程实践。本文采用现场试验、室内模型试验、数值模拟和理论分析相结合的方法,对软土地基中劲芯复合桩的水平承载性能及可液化土层中劲芯复合桩的抗震性能开展系统研究,研究成果可为软弱地层中劲芯复合桩的水平承载力与抗震设计计算方法提供理论依据。论文的主要研究内容和成果如下:(1)通过3个不同场地桩基水平承载力现场试验,评价了软土地基中水泥土桩加固对预制混凝土管桩水平承载性能的提升效果。6根劲芯复合桩和3根PHC管桩的测试结果表明,采用水泥土桩加固桩周软土能有效提高PHC管桩的水平临界荷载及水平极限承载力,并可明显降低PHC管桩的桩身位移与弯矩。水泥土桩桩径与混凝土芯桩桩径之比为1.5~2.5的劲芯复合桩,其水平临界荷载比未加固的PHC管桩增大33%~50%,相同荷载作用下的桩头水平位移比未加固的PHC管桩减少40%~70%。增加水泥土桩桩径和混凝土芯桩桩径均可提高劲芯复合桩的水平承载能力。(2)水泥土加固提高桩侧土抗力和降低或延缓混凝土芯桩的受拉损伤是水泥土桩提升预制混凝土管桩水平承载性能的内在机理。水平受荷复合桩中混凝土芯桩、水泥土与桩周软土协同工作,共同抵抗水平荷载;水泥土加固不仅可大幅提高桩侧土抗力进而限制桩身变形的发展,而且可降低或延缓混凝土芯桩的受拉损伤,进而提高复合桩的水平承载性能。揭示了水泥土桩参数对复合桩水平承载性状的影响规律,增大水泥土桩桩径和提高水泥土强度均可提高复合桩的初始刚度和极限土抗力,但存在临界水泥土强度;水泥土桩桩长在10倍的芯桩桩径范围内,水泥土加固可有效提高复合桩的水平承载力。(3)考虑混凝土芯桩桩周水泥土和软黏土的土抗力分担及混凝土芯桩的非线性,提出了软土地基中劲芯复合桩水平承载力p-y曲线计算方法。将水泥土视为硬黏土,结合现有软黏土和硬黏土地基中桩基的p-y曲线模型,考虑水平荷载作用下桩周水泥土和软黏土的土抗力分担比例,并引入混凝土芯桩的弯矩–曲率关系考虑芯桩的非线性,构建了软土地基中劲芯复合桩水平承载特性p-y曲线模型。工程实例现场实测结果验证了该模型理论计算的合理性。采用本文提出的p-y曲线模型分析了水泥土桩桩径、桩长和强度、混凝土芯桩弹性模量及桩头约束条件等对复合桩水平受荷性状的影响规律。(4)水泥土加固能够有效提升可液化地基中预制混凝土管桩的抗震性能,其内在机理是水泥土提高桩身约束效应和降低桩周土体循环剪应变。在地震作用下,水泥土桩加固可有效限制群桩基础周围土层中超孔隙水压力的发展,进而限制了因地震液化导致的土体刚度退化及场地基本周期的增加。复合桩工况中上部结构侧向位移和筏板沉降比未加固的预制管桩工况均大幅减少,水泥土桩加固深度越大则减少幅度越明显。桩周水泥土可有效限制其加固深度范围内的桩身截面弯矩的增长,可使桩身最大弯矩减少达70%,但不同水泥土加固深度下桩身出现动弯矩峰值的位置不同。(5)明确了水泥土桩设计参数(桩径、桩长和模量)、砂土相对密实度及震动强度等因素对砂土-复合桩-上部结构地震响应的影响规律,定量评价了复合桩场地的抗液化性能与复合桩的弯曲失效特征,进而提出了可液化场地中劲芯复合桩的抗震设计要点。增大水泥土桩桩径可大幅提高复合桩的抗震性能;当水泥土剪切模量与砂土剪切模量之比小于45时,增大水泥土剪切模量可有效提高复合桩的抗震性能;当液化土层较薄时,水泥土桩长度应穿过可液化土层,而在深厚液化土层地区,水泥土桩长度应不小于10 m;桩基在水泥土与可液化砂土交界处会产生较大的弯矩响应,该部位应采取必要的抗震构造措施。(6)揭示了桩筏连接形式对可液化土层中劲芯复合桩地震响应及抗震性能的影响规律和机理。相比连接式桩筏(CPR)基础,采用非连接式桩筏(DPR)基础可降低地基土体的液化趋势,进而限制土体因液化产生的刚度衰减;中粗砂垫层的隔震效应使得DPR工况中地基土体和上部结构的加速度反应均低于CPR工况;DPR基础的整体性和刚度相对较差,导致地震作用下DPR工况中上部结构侧向位移和筏板沉降均较CPR工况增大50%以上;CPR工况中复合桩的最大弯矩出现在桩头,而DPR工况中桩身最大弯矩出现在距桩头1/3~1/2桩长处,但DPR工况中桩身弯矩峰值较CPR工况减少近50%。

付垒[5](2020)在《冻土区铁路接触网立柱桩基础抗拔承载性能分析》文中研究表明近年来气候变化及人类的活动导致寒区土体的温湿度发生了一系列的变化,这引起了土体物理力学特性的改变,造成土体中基础的承载性能发生变动并影响了基础的安全使用。目前对土体参数变化条件下基础承载力及变形响应情况尚未有完备的研究,论文首先研究了青藏高原的温度及湿度的变化情况,根据土体湿度变化情况设计了一系列的室内试验,确定了桩周土体及桩土接触面的力学参数变化规律,然后建立温度场分析模型对桩土体系的冻土上限进行了计算,最后通过建立力学模型的方式对桩基础在上拔荷载下的承载力及变形响应情况进行了分析,可为评价接触网立柱桩基础的长期承载情况提供参考。针对桩体所处的环境动态变化问题,主要进行了环境温湿度变化的研究。首先通过文献查阅的方式,获取青藏高原近60年的降水数据及近30年的地表温度数据,然后通过数理统计的方式对降水量及地表温度随时间的变化规律进行分析,结果表明青藏高原温度和湿度均会随时间推移发生增大,未来50年内冻土湿度会有6%的增加,温度会升高1℃,这可为确定任意时刻冻土所处的环境提供基础参考。针对桩土体系的物理力学参数随土体温湿度变化的问题,设计了包含土体物理特性试验、三轴压缩试验、接触面直剪试验等一系列的室内试验。通过对试样设置不同梯度的含水率及不同冻融循环次数的方式,得出了土体及桩土接触面的力学参数随时间及土体含水率的变化规律。结果表明,随着含水率的增大,桩周土体粘聚力及内摩擦角均会减小,桩土接触面的粘聚力会发生增大,内摩擦角会减小,这为确定不同时刻土体及接触面的参数变化情况提供了基础依据。针对桩土体系温度场随时间的变化问题,以青藏铁路某段中的接触网立柱桩基础为依据,通过FLAC3D数值模拟软件建立了桩土体系温度场计算模型,分别模拟2019年、2029年、2039年、2049年、2059年、2069年桩土体系的温度场,通过温度场的分布确定冻土上限的位置,分析桩体附近及远端土体上限的变化趋势,计算桩体在温度场变化情况下的上拔承载力。结果表明,未来50年内桩体附近的冻土上限位置先上升后下降,远端土体处的冻土上限位置在逐渐下降,桩基础的上拔承载力在逐渐减小。这可为土体

杨柳君[6](2020)在《地下水对冻土区桩基热力特性影响研究》文中研究表明在全球气温上升的大背景下,随着降水的增加,冰川冰及地下冰的融化,极大的增加地下水出现的可能性。且地下水的对流热使得相邻范围内的冻土升温甚至融化,将严重威胁冻土区桩基工程的服役性能。因此,在桩基运营期间内因地下水热效应而引起的桩基病害问题是冻土工程面临的新挑战。为此,本文通过制备冻土-结构接触面试样,探究升温诱发冻土-结构接触面力学特征变化过程,并构建多因素耦合下冻土-结构接触面摩擦特性数学表达式;同时基于桩基工程勘测资料,结合冻土-结构接触面摩擦特性数学表征,构建桩-土体系温度场及应力场计算模型,探析地下水热效应对桩-土体系温度场的热扰动规律及桩基承载性能的劣化规律。可为认知冻土-结构接触面强度劣化机制及摩擦特性分析提供试验及理论依据,且是对寒区桩基结构设计及灾害认知的有益补充。针对正融过程中冻土-结构接触面摩擦特性的演化规律问题,开展正融过程中冻土-结构接触面直剪试验得出:在正融过程中接触面抗剪强度随着温度的升高而降低,在含水率为30%及40%时,抗剪强度与温度近似呈现线性关系。当含水率升高至50%及60%时,抗剪强度在-1℃~-0.5℃阶段急剧下降;随着冻土-结构接触面温度的升高,接触面的抗剪强度呈现不同程度的损失。不同含水率的内摩擦角与温度的变化规律与接触面抗剪强度随温度的变化趋势相似。基于冻土-结构接触面内摩擦角的变化关系,构建温度及含水率耦合下冻土-结构接触面摩擦系数数学表达式。针对未来年份地下水作用及地下水区域性差异对桩-土体系温度场的热扰动情况问题,开展无地下水及温度为0.6℃、0.8℃和1.0℃地下水作用下桩-土体系温度场热分析得出:地下水的存在使得周围冻土升温甚至融化,且0.6℃、0.8℃及1.0℃的地下水在30年后的融化范围分别为9.18m、11.17m及13.22m。因此,地下水的存在更易导致桩基承载状态失稳。针对未来年份地下水热效应影响下桩基承载性能的劣化规律问题,开展不同年份时地下水对桩基承载性能的数值计算分析得出:在极限荷载的作用下,轴力沿桩长呈现自上而下减小的趋势,且随着地下水温度的升高,在距离桩端越近轴力曲线的收敛的越快。随着地下水对冻土热扰动的效果不断增强,下部桩基的桩侧摩阻力衰减趋势越发明显。依据桩基的Q-S曲线变化规律可将其分为弹性阶段、弹塑性阶段及塑性阶段。当地下水作用时,桩基的Q-S曲线明显向左偏移且桩基沉降不断增加。当在桩基极限荷载作用时,随着地下水温度的升高,桩基下部的桩周土体的位移量明显增加,且桩-土体系位移沿径向方向向远处扩散的距离增加。

许立成[7](2020)在《螺锁式预应力竹节方桩抗拔承载性状实验研究》文中进行了进一步梳理螺锁式预应力竹节方桩(简称“竹节方桩”)是在普通等截面方桩的基础上改进得到的一种新型抗拔桩,其沿桩身设置竹节,改变了桩的结构形式和受力机理,有效的提高了抗拔承载能力;此外,竹节方桩采用螺锁式连接方式高效接桩,取缔了焊接和传统机械连接方式。目前,竹节方桩已在沿海地区一些工程中投入使用,但整体上仍处于技术开发和应用研究阶段。本文主要通过室内模型实验来研究竹节方桩在上拔荷载下的承载性状,主要研究内容有:(1)详细介绍了竹节方桩,包括竹节方桩的桩型特点及分类、制作工艺、运输与堆放、接桩技术及施工工艺。(2)应用Hirayama双曲线模型建立竹节方桩荷载-位移计算公式(3)设计并进行了一组等截面方桩、不同竹节间距竹节方桩的对比试验,分析了等截面方桩与竹节方桩承载性状及机理,得出竹节方桩在抗拔性能上的优越性;分析了不同间距情况下竹节方桩抗拔承载力的差异及原因,探讨了竹节方桩抗拔承载力随竹节间距变化的规律。(4)设计并进行了一组不同竹节厚度竹节方桩的对比试验,探讨了竹节方桩抗拔承载力随竹节厚度变化的规律。(5)设计并进行了一组不同竹节宽度竹节方桩的对比试验,探讨了竹节方桩抗拔承载力随竹节宽度变化的规律。

何春灿[8](2020)在《水库滑坡-抗滑桩体系演化模式与稳定性判识方法研究》文中认为水库滑坡地质灾害的有效防治与科学评价对保障水库安全运营与库区内人民生命财产安全具有重要意义。抗滑桩是目前库区内开展滑坡治理使用最为广泛的防治结构之一,抗滑桩植入水库滑坡后形成的“水库滑坡-抗滑桩体系”在内外动力因素影响下变形与稳定性演化趋势如何将直接关系到滑坡防控成败与大坝安全运行。因此,开展水库滑坡-抗滑桩体系演化过程与稳定性相关研究具有重要理论意义和应用价值。抗滑桩植入滑坡体后将极大改变滑坡演化进程,水库滑坡-抗滑桩体系在水库运行与降雨等条件作用下具有独特演化规律。然而目前水库滑坡-抗滑桩体系演化机理与稳定性研究尚未深入开展,不能满足水库滑坡-抗滑桩体系防控需求。亟需在研究水库滑坡变形演化特征与失稳模式的基础上,进一步研究水库滑坡-抗滑桩体系演化过程与多场演化特征,揭示水库滑坡-抗滑桩体系演化模式,并开展水库滑坡-抗滑桩体系稳定性评价与判识研究,继而为水库滑坡-抗滑桩体系长期安全性与稳定性保障提供支撑。本文以三峡库区马家沟滑坡-抗滑桩体系为参考,以物理模型试验方法为主要手段,重点开展了水库滑坡变形演化特征与失稳模式以及水库滑坡-抗滑桩体系演化过程、演化特征与演化模式研究,据此延伸并提出了一种基于桩土多场信息的体系稳定性判识方法且将其应用于工程案例,本文主要研究成果如下:(1)基于三峡库区库水位与降雨开展了模型试验库水位与加载设计概化分析。一方面将实际库水位波动概化为试验模型槽内水位变化,另一方面通过滑坡模型后缘推力施加,以概化降雨以及岩土体材料性能劣化引起的剩余推力增大。从库水入渗产生的浸泡与软化作用以及库水位波动引起的动水压力两个重要不利影响出发,重新设计出针对两种不利影响的试验方法,分别对应为静止水位与库水位循环波动条件下水位与荷载设计,从而为后续物理模型试验研究奠定基础。(2)研制了水库滑坡模型试验相似材料,提出了水库滑坡-抗滑桩体系多场信息监测物理模型试验方法。基于直剪试验与模糊综合评价法将水库滑坡相似材料最佳配比方案确定为标准砂(62.5%),滑体土(28.5%)、膨润土(1%)与水(8%),并基于模型试验与理论分析验证了试验相似材料的有效性。研发了一种自反力式水库滑坡-抗滑桩体系物理模型试验装置,该装置可以精确控制库水位升降、实现自反力式加载与2.5倍到6倍不同桩间距抗滑桩布置。在该装置的基础之上组建了可以实现渗流场、应力场、位移场、温度场与应变场等多场信息监测的滑坡物理模型多场监测系统。(3)揭示了静止水位条件下滑坡多场演化特征与稳定性变化规律。结果表明:滑坡内部孔隙水压力上升阶段为滑坡显着变形时期,基于位移演化特征将静止水位条件下滑坡变形演化过程划分为初始、匀速、加速与破坏四个阶段。坡表位移、土压力、坡表温度场与宏观变形在各个阶段均呈现独特演化特征且相互有所关联。水位上升阶段水位上升速率较高或渗透系数较低时滑坡稳定性更高,水位维持阶段不同参数下滑坡稳定性均随库水入渗不断下降。水位上升与维持阶段,若水库“支撑效应”增大稳定性作用效果超过基质吸力降低引起的稳定性下降,则该阶段滑坡稳定性出现增大,反之则下降。(4)揭示了水库蓄水与无水条件下滑坡变形特征与失稳模式,探究了库水位循环波动作用下滑坡变形演化规律。结果表明与无水条件相比,蓄水条件下滑坡破坏所需荷载更小,破坏历经时长更短。无水条件下滑坡将沿贯穿于滑体内部的滑动面发生局部剪出破坏,而蓄水条件下滑坡沿预设滑带发生快速整体滑移破坏。水库初次蓄水对滑坡变形影响强烈,增大水位下降速率较增大水位上升速率更易造成滑坡发生进一步变形,滑坡在某次水位波动中发生明显变形后能够获得自适应能力,此种自适应能力能够减缓后续相同水位波动造成的滑坡变形。(5)揭示了静止水位条件下有桩无桩工况滑坡变形演化特征与失稳模式。加桩条件下滑坡破坏极限荷载与破坏历经时长明显增加。无桩工况滑坡沿滑带发生整体快速滑移破坏,有桩工况滑坡桩后滑体内部形成的多层滑面控制桩后滑体发生越顶变形与桩间挤出滑移,并最终导致桩土体系破坏。(6)基于物理模型试验方法,开展了静止水位与库水位循环波动条件下滑坡-抗滑桩体系演化过程分析与演化阶段划分,总结了体系演化模式,进行了体系稳定性定性评价。结果表明静止水位条件下体系演化模式可以概括为库水侵蚀前缘坍塌、后缘拉裂滑移、抗滑桩前倾、桩后鼓胀隆起、桩后滑面形成贯通、桩间土挤出与桩后土越顶滑移。而库水位循环波动条件下演化模式可以概括为桩土缓慢变形、前缘坡脚剥蚀、桩后鼓胀隆起、桩后滑面形成、前缘滑塌与桩土体系破坏。综合考虑桩土位移、桩身应变、宏观变形等桩土多场信息演化特征将各阶段、时期体系稳定性分别确定为稳定、基本稳定、欠稳定与不稳定。(7)提出了一种基于桩土多场信息与决策树C5.0算法的水库滑坡-抗滑桩体系稳定性判识方法。该方法通过将桩顶位移速率、桩后坡表位移速率、桩身应变速率、桩后土压力化速率作为输入项,将水库滑坡-抗滑桩体系稳定性状态(稳定、基本稳定、欠稳定与不稳定)设定为输出项,生成了稳定性判识阈值判据,并实现了马家沟滑坡-抗滑桩体系稳定性状态判识。结果表明马家沟滑坡-抗滑桩体系当前稳定性为欠稳定,体系目前处于桩后隆起与加速滑移阶段前期,滑坡整体变形虽不严重,但仍需采取防治措施防止体系发生进一步变形。现场监测数据反映的体系当前变形与稳定性状态与基于判识阈值获得的体系稳定性状态基本吻合。本文主要创新点归纳如下:(1)揭示了水库滑坡变形演化特征与失稳模式采用物理模型试验方法揭示了静止水位条件下滑坡多场演化特征,基于滑坡位移场特征将滑坡演化过程划分为初始、匀速、加速与破坏四个阶段;揭示了蓄水过程中滑坡位移场-渗流场互响应关联关系,表明水位上升过程中滑坡内部孔隙水压力增长阶段为滑坡显着变形时期;揭示了水位上升条件滑坡稳定性演化规律与内在机理,表明若水位上升条件下水库“支撑效应”增大稳定性作用效果超过基质吸力降低引起的稳定性下降,则该阶段滑坡稳定性出现增大,反之则下降;获得了水库蓄水与无水条件下滑坡变形特征与失稳模式,表明无水条件下滑坡将沿贯穿于滑体内部的滑动面发生局部剪出破坏,而蓄水条件下滑坡沿预设滑带发生快速整体滑移破坏;揭示了库水位循环波动条件下滑坡变形演化规律,表明初次蓄水对滑坡变形影响强烈,增大水位下降速率较增大水位上升速率更易进一步造成滑坡发生显着变形,滑坡在某次水位波动中发生明显变形后能够获得自适应能力,此种自适应能力能够减缓后续相同水位波动造成的滑坡变形。(2)揭示了水库滑坡-抗滑桩体系演化模式揭示了静止水位有桩无桩工况滑坡失稳模式,表明无桩条件滑坡将沿滑带发生整体快速滑移破坏,有桩工况体系将沿滑坡内部多层滑面发生越顶变形与桩间挤出滑移;揭示了静止水位与库水位循环波动条件下体系变形破坏模式异同,表明两种条件下桩土体系(抗滑桩与桩周土)变形、滑面发展形式与失稳模式十分相近,但静止水位条件下体系前缘仅出现局部剥蚀变形,而库水位循环波动条件下体系前缘发生大规模牵引式滑塌;基于演化过程与变形演化特征获得了上述两种条件下滑坡-抗滑桩体系演化模式并开展了演化阶段划分,考虑抗滑桩变形与抗滑性能、桩间土变形运动趋势、桩后隆起与前缘滑塌变形等宏观变形特征定性确定了水库滑坡-抗滑桩体系各时期稳定性状态(稳定,基本稳定,欠稳定与不稳定)。(3)提出了基于桩土多场信息的水库滑坡-抗滑桩体系稳定性判识方法基于桩土多场信息、水库滑坡-抗滑桩体系稳定性定性评价结果与决策树C5.0算法,提出了水库滑坡-抗滑桩体系稳定性判识方法。通过将滑坡-抗滑桩体系桩顶位移速率、桩后坡表位移速率、桩身应变速率、桩后土压力变化速率等桩土多场信息作为输入项,将水库滑坡-抗滑桩体系稳定性状态(稳定、基本稳定、欠稳定与不稳定)设定为输出项,建立了桩土多场信息与稳定性之间的映射关系,获得了基于桩土多场信息的水库滑坡-抗滑桩体系稳定性判识阈值判据。基于马家沟滑坡-抗滑桩体系桩土多场信息,应用建立的判识判据实现了马家沟滑坡-抗滑桩体系稳定性状态判识,并依据判识结果提出了相应的防控建议。

侯启东[9](2020)在《竖向荷载作用下桥梁桩基础承载特性分析》文中进行了进一步梳理桩基础被广泛应用于桥梁工程,在承受竖向荷载作用时,桩基础必需提供充足的承载能力,且为满足上部结构对竖向变形限值的要求,其沉降值大小应予以控制。为保证桥梁能够安全运营,需要对桥梁桩基础竖向承载特性进行深入研究。论文依托某铁路桥梁的工程实际和地质条件,采用单桩竖向抗压静载试验、理论研究和数值分析相结合的方法研究桥梁桩基础的竖向承载特性,为实际工程提供一定的参考作用。主要工作及成果如下:(1)通过某铁路桥梁工程的现场单桩静载试验研究单桩竖向承载能力,由荷载-沉降曲线确定出单桩竖向极限承载力。采用有限元计算对比静载试验结果的方法分析单桩的竖向承载特性,研究表明:单桩极限承载力的有限元模拟值与试验值的误差在合理范围内,验证了文中有限元模型的合理性。(2)利用有限元数值模拟的方法研究了依托工程中的桥梁群桩基础的竖向承载特性。讨论了同级荷载作用下群桩基础中的角桩、边桩、中心桩之间沉降值的差异,研究表明:同级荷载下中心桩的沉降量大于边桩大于角桩。采用有限元法探究依托工程群桩基础的竖向极限承载力,经与理论计算值对比表明:二者误差在合理范围内,验证了取群桩中心桩的沉降值达到0.05倍桩径时所对应的荷载作为群桩基础的极限承载力是可行的。(3)分别建立桩径、桩长、桩间距变化条件下多个工况的有限元模型,通过各个工况下群桩基础的荷载-沉降曲线探究桩径、桩长、桩间距变化对群桩竖向承载特性的影响。研究表明:在竖向荷载增大的过程中,增大桩径或增加桩长或增加桩间距均可提高群桩基础的极限承载力,减小同级荷载下群桩沉降。但是桩径,桩长增加超过某一值后,再增加桩径、桩长对群桩极限承载力的提升和减小群桩沉降的效果不再十分明显。(4)采用拟合群桩效应系数曲线的方法研究不同桩间距工况对群桩效应的影响,建立桩间距与桩径的比值同群桩效应系数的函数曲线及表达式。研究表明:依托工程地质条件下的桥梁群桩基础在桩间距大于等于8倍桩径时可忽略群桩效应的影响。使用该函数表达式计算得到的群桩效应系数能够对施工过程一般采用的群桩效应系数经验值起到一定的优化作用,可用于计算与依托工程地质条件相似的桥梁群桩基础的极限承载力。

马盛南[10](2020)在《高铁桩承式路堤摩檫桩在粉土中的循环沉降研究与应用》文中指出高速铁路作为国家交通运输领域的重要组成部分,对国民经济的发展和带动作用贡献巨大。在高速铁路运营期间,列车荷载会引起路基动应力响应的增加,桩承式路堤的下部桩基础在循环荷载作用下,会发生循环累积沉降。在高速铁路工程中,对于路基沉降的控制标准要求高,因此对高铁路基的沉降进行合理计算并进行控制具有十分重要的研究和应用价值。本文所做的主要工作有:(1)介绍荷载传递法的基本原理和已建立的静荷载下的桩侧和桩端荷载传递模型,对循环荷载作用下的桩基变形和破坏机理进行研究,随后对已有的桩-土界面弱化模型进行探讨,为后续计算竖向循环荷载作用下的桩基累积沉降奠定基础。最后,对桩基的循环振动效应进行简要介绍,了解应力波在桩体中的传递。(2)通过对单桩竖向循环加载大比尺模型试验的循环累积沉降数据进行分析,可知循环荷载作用下的桩基累积变形随循环次数的增加而增大,当循环荷载幅值的一半与桩基极限承载力的比值(Pcyc/Pu)和循环荷载的均值与桩基极限承载力的比值(Pm/Pu)越大,桩基的累积沉降发展越快。通过比较,可将桩基累积沉降的发展形式分为稳定型、发展型和破坏型三种。基于循环荷载下桩基的承载力及变形性状,提出了桩基设计的循环累积沉降发展分析图。根据不同Pm/Pu和Pcyc/Pu组合下的累积沉降发展特征,可以将循环下桩基沉降发展划分为稳定区、发展区、破坏区三个区域,为满足高铁路基长期沉降控制标准,循环荷载比与静荷载比组合下的沉降应位于稳定区。当沉降属于发展型时,为了能够计算在循环荷载作用下桩基础的累积沉降,根据已有试验数据提出了考虑循环荷载作用下土体刚度弱化的单桩竖向沉降计算模型,最后利用MATLAB-GUI设计一套该计算方法的用户界面。在此基础上,将该计算模型推广至黏土和砂土地基,通过对模型中参数的选取,验证该计算模型的普适性。(3)在对循环累积沉降分析计算的基础之上,总结出循环荷载作用下桩承式路堤设计的关键性问题。最后进一步总结出高速铁路桩承式路堤的设计方法与流程。根据提出的高铁桩承式路堤设计方法,来对一个高速铁路路基的工程实例来进行设计。当该设计下的桩基沉降性状控制在稳定区内且靠近发展区时,在保证稳定性的情况下能够最大限度的发挥地基承载力并节省工程造价。

二、桩与土体系荷载传递的机理分析(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、桩与土体系荷载传递的机理分析(论文提纲范文)

(1)天然地基超高层建筑的基础设计研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题的背景以及研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 课题的主要目的及内容
        1.3.1 课题的主要目的
        1.3.2 课题的主要内容
2 超高层建筑地基基础设计理论分析与计算
    2.1 超高层基础理论分析
        2.1.1 超高层基础与高层基础区别
        2.1.2 超高层及高层建筑的基础类型研究
    2.2 超高层建筑单桩基础受力性状研究
        2.2.1 桩土体系的荷载传递机理
        2.2.2 单桩竖向极限承载力
    2.3 超高层群桩基础的受力性状理论研究
        2.3.1 超高层群桩基础的竖向受荷机理
        2.3.2 群桩效应
        2.3.3 超高层群桩破坏模式
        2.3.4 超高层群桩基础沉降计算理论以及方法
    2.4 本章小结
3 超高层单桩基础竖向承载力的有限元分析
    3.1 数值模拟有限元简述
    3.2 工程概况及试验结果分析
        3.2.1 场地工程地质条件
        3.2.2 试桩参数设计
        3.2.3 单桩静载的主要试验设备
        3.2.4 加卸载方案以及沉降观测
    3.3 超高层单桩有限元模型的建立
        3.3.1 单桩模型几何参数
        3.3.2 本构模型的选取
        3.3.3 桩土接触作用模拟
        3.3.4 边界条件以及网格划分
        3.3.5 初始地应力平衡
        3.3.6 单桩竖向承载特性的模拟分析结果
    3.4 本章小结
4 超高层群桩基础竖向承载特性分析
    4.1 工程实例中群桩基础的竖向承载特性分析
        4.1.1 依托工程的群桩基础建模
        4.1.2 群桩模型几何参数
        4.1.3 群桩模型弹性模量折减
        4.1.4 群桩模型的建立
        4.1.5 群桩竖向承载特性的模拟分析结果
    4.2 超高层群桩变桩径竖向承载特性研究
        4.2.1 变桩径群桩设计方案
        4.2.2 变桩径工况下的群桩有限元模型
    4.3 超高层群桩变桩长竖向承载力特性研究
        4.3.1 变桩长群桩设计方案
        4.3.2 变桩长工况下的群桩有限元模型
    4.4 超高层群桩变桩间距对竖向承载特性的研究
        4.4.1 变桩间距群桩设计方案
        4.4.2 变桩间距工况下的群桩有限元模型
    4.5 变刚度调平设计
        4.5.1 变刚度调平群桩设计方案
        4.5.2 变刚度调平工况下的群桩有限元模型
    4.6 本章小结
5 超高层桩筏基础横向受力稳定性研究
    5.1 横向力类型
    5.2 风荷载对超高层建筑的影响
        5.2.1 风荷载特点
    5.3 风荷载简化计算
        5.3.1 风荷载简化计算方法
        5.3.2 风荷载模型简化
        5.3.3 超高层建筑基础水平剪力与弯矩分布
    5.4 桩筏基础风荷载简化模型的建立
        5.4.1 超高层风荷载群桩基础参数
        5.4.2 桩筏基础受水平力的模型建立
        5.4.3 超高层桩筏基础受风重耦合效应的影响分析
    5.5 本章小节
6 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及成果
致谢

(2)砂土中竹节方桩群桩抗拔试验研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 抗拔桩国内外研究现状
        1.2.1 等截面抗拔桩研究现状
        1.2.2 非等截面抗拔桩研究现状
        1.2.3 群桩抗拔研究现状
    1.3 预应力竹节桩研究现状
    1.4 本文的研究目的及主要内容
        1.4.1 本文的研究目的
        1.4.2 本文的主要工作
第二章 上拔荷载作用下竹节方桩位移计算公式的推导
    2.1 抗拔桩的桩顶位移的组成
    2.2 桩顶位移计算的常用方法
        2.2.1 荷载传递法
        2.2.2 剪切位移法
        2.2.3 弹性理论法
        2.2.4 有限单元法
        2.2.5 混合法
    2.3 采用荷载传递法计算上拔荷载作用下的桩顶位移
        2.3.1 几种典型的荷载传递模型
        2.3.2 竹节方桩荷载-位移计算公式推导
        2.3.3 相关参数的确定
    2.4 本章小结
第三章 竹节方桩群桩在上拔荷载下室内模型试验研究
    3.1 引言
    3.2 模型试验概况
        3.2.1 模型实验内容
        3.2.2 模型试验装置
    3.3 测量系统
        3.3.1 位移测量
        3.3.2 桩身轴力测量
        3.3.3 桩周土压力测量
    3.4 模型实验准备
        3.4.1 模型填土的制备
        3.4.2 模型桩的制作
    3.5 实验分组
    3.6 实验步骤
第四章 模型试验结果及分析
    4.1 普通方桩与竹节方桩单桩对比试验
        4.1.1 承载力对比分析
        4.1.2 桩身受力对比分析
        4.1.3 桩周土压力对比分析
    4.2 竹节方桩不同桩间距情况下抗拔承载性能对比分析
        4.2.1 位移与荷载对比分析
        4.2.2 桩身受力对比分析
    4.3 竹节方桩不同桩数情况下抗拔承载性能对比分析
        4.3.1 上拔荷载与位移对比分析
        4.3.2 桩身受力对比分析
    4.4 本章小结
第五章 竹节方桩现场抗拔试验结果及对比分析
    5.1 工程概况
    5.2 单桩竖向抗拔静载荷试验
    5.3 实验结果和分析
        5.3.1 试验数据整理
        5.3.2 试验结果对比分析
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况

(3)井筒式地下连续墙桥梁基础变位与承载力研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 竖向承载性能研究现状
        1.2.2 水平承载特性研究现状
        1.2.3 井筒式地下连续墙与土动力相互作用研究现状
        1.2.4 目前研究现状的分析
    1.3 地基模型
    1.4 主要研究方法
    1.5 研究内容与技术路线
第2章 井筒式地下连续墙水平受荷响应计算
    2.1 引言
    2.2 各向同性地基中井筒式地下连续墙计算
        2.2.1 水平受荷位移模型
        2.2.2 井筒式地连墙受力模型
        2.2.3 方程建立与求解
        2.2.4 墙身水平土抗力模型
        2.2.5 求解算法
        2.2.6 案例验证
        2.2.7 算例分析
    2.3 横观各向同性地基中井筒式地下连续墙计算
        2.3.1 横观各向同性弹性体基本理论
        2.3.2 横观各向土中井筒式地连墙计算模型
        2.3.3 方程建立与求解
        2.3.4 墙身水平土抗力模型
        2.3.5 求解算法
        2.3.6 案例验证
        2.3.7 算例分析
    2.4 本章小结
第3章 井筒式地下连续墙沉降计算
    3.1 引言
    3.2 各向同性地基中井筒式地下连续墙沉降计算
        3.2.1 沉降计算位移模型
        3.2.2 方程建立与求解
        3.2.3 墙侧阻力物理模型
        3.2.4 沉降模型求解
        3.2.5 案例验证
        3.2.6 算例分析
    3.3 横观各向同性地基中井筒式地下连续墙沉降计算
        3.3.1 竖向沉降计算模型
        3.3.2 方程建立与求解
        3.3.3 墙侧阻力物理模型
        3.3.4 沉降模型求解
        3.3.5 案例验证
        3.3.6 案例分析
    3.4 本章小结
第4章 水平受荷井筒式地下连续墙动力响应
    4.1 引言
    4.2 各向同性地基中井筒式地下连续墙水平动响应
        4.2.1 水平动荷载作用下位移模型
        4.2.2 水平动荷载作用下受力模型
        4.2.3 方程建立与求解
        4.2.4 墙身水平土抗力模型
        4.2.5 水平受荷动响应模型求解
        4.2.6 案例验证
        4.2.7 算例分析
    4.3 横观各向同性地基中井筒式地下连续墙水平动响应
        4.3.1 横观各向同性地基中井筒式地连墙计算模型
        4.3.2 方程建立与求解
        4.3.3 墙身水平土抗力模型
        4.3.4 水平受荷动响应模型求解
        4.3.5 案例验证
        4.3.6 算例分析
    4.4 本章小结
第5章 竖向受荷井筒式地下连续墙动力响应
    5.1 引言
    5.2 各向同性地基中井筒式地下连续墙竖向动响应
        5.2.1 竖向动力计算模型
        5.2.2 方程建立与求解
        5.2.3 墙侧动阻力模型
        5.2.4 竖向受荷动力响应求解
        5.2.5 案例验证
        5.2.6 算例分析
    5.3 横观各向同性地基中井筒式地下连续墙竖向动响应
        5.3.1 竖向动力计算模型
        5.3.2 方程建立与求解
        5.3.3 墙侧动阻力物理模型
        5.3.4 竖向受荷动响力应求解
        5.3.5 案例验证
        5.3.6 算例分析
    5.4 本章小结
第6章 黏性土中井筒式地下连续墙包络面研究
    6.1 引言
    6.2 井筒式地下连续墙与地基有限元模型
        6.2.1 井筒式地下连续墙模型
        6.2.2 黏性土地基模型
        6.2.3 有限元单元模型
        6.2.4 荷载和位移符号约定
        6.2.5 加载模式
    6.3 数值结果
        6.3.1 有限元计算结果验证
        6.3.2 井筒式地下连续墙竖向承载力
        6.3.3 竖向荷载作用下地基水平和抗弯承载力
        6.3.4 复合加载模式下地基承载力包络线
    6.4 本章小结
第7章 张皋过江通道井筒式地下连续墙基础受力特性研究
    7.1 工程概况
    7.2 地基及土体参数
    7.3 水平荷载作用下基础受荷特性分析
    7.4 竖向荷载作用下基础受荷特性分析
    7.5 本章小结
第8章 结论与展望
    8.1 本文工作总结
    8.2 本文的主要创新点
    8.3 研究展望
致谢
参考文献
附录 A 未知常数求解
作者简介

(4)软弱地层中劲芯复合桩的水平承载性状与抗震性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 软土地基中单桩水平受荷性状
        1.2.2 软土地基中水平受荷单桩理论计算模型
        1.2.3 砂土地基中桩基的抗震性能与理论分析
        1.2.4 提高桩基水平承载和抗震性能的方法
        1.2.5 劲芯复合桩承载性状与理论计算方法
    1.3 现有研究存在的不足
    1.4 主要研究内容与技术路线
        1.4.1 主要研究内容
        1.4.2 技术路线
第二章 软土地基中劲芯复合桩水平承载力现场试验
    2.1 工程地质概况
    2.2 试验方案与测试方法
    2.3 复合桩水平承载性能分析
        2.3.1 桩头荷载-位移曲线与承载力分析
        2.3.2 桩身弯矩、位移与桩侧土抗力响应
    2.4 本章小结
第三章 劲芯复合桩的水平承载机理及受荷响应规律
    3.1 数值模型的建立与验证
        3.1.1 几何模型
        3.1.2 本构关系与参数选取
        3.1.3 计算步骤
        3.1.4 数值结果验证
    3.2 复合桩与PHC管桩水平受荷性状对比
        3.2.1 水平荷载-位移关系
        3.2.2 桩身位移分布
        3.2.3 桩身弯矩分布
        3.2.4 桩侧土水平抗力
        3.2.5 p-y曲线响应
    3.3 水泥土桩加固机理分析
        3.3.1 桩侧水平抗力的提高作用
        3.3.2 桩身受拉损伤的限制作用
    3.4 水泥土桩参数对复合桩水平受荷响应的影响
        3.4.1 水泥土桩桩径
        3.4.2 水泥土桩强度
        3.4.3 水泥土桩桩长
    3.5 本章小结
第四章 软土地基中劲芯复合桩水平承载分析方法
    4.1 黏性土中桩基p-y模型
    4.2 劲芯复合桩p-y曲线的构建与验证
        4.2.1 等效弹簧刚度的引入
        4.2.2 桩周土抗力衰减函数的确定
        4.2.3 复合桩p-y曲线的构建
        4.2.4 桩身非线性的实现
        4.2.5 实例分析与验证
    4.3 劲芯复合桩桩身位移与弯矩影响因素分析
        4.3.1 水泥土桩桩径
        4.3.2 水泥土桩桩长
        4.3.3 水泥土桩强度
        4.3.4 芯桩弹性模量
        4.3.5 桩头约束条件
    4.4 本章小结
第五章 可液化地基中劲芯复合桩抗震性能振动台试验
    5.1 振动台模型试验设计
        5.1.1 试验设备与相似比设计
        5.1.2 模型地基制备
        5.1.3 模型桩基与结构制备
        5.1.4 传感器布置
        5.1.5 地震波选取
    5.2 模型体系自振频率与阻尼比
    5.3 砂土-复合桩-上部结构地震反应特性
        5.3.1 试验宏观现象
        5.3.2 超孔压比响应
        5.3.3 加速度响应
        5.3.4 动剪应力-应变响应
        5.3.5 侧向位移与沉降响应
        5.3.6 弯矩响应
    5.4 本章小结
第六章 可液化土中劲芯复合桩抗震性能的变化规律及评价
    6.1 数值模型的建立与验证
        6.1.1 计算模型
        6.1.2 本构关系与材料参数
        6.1.3 边界条件与计算步骤
        6.1.4 数值模型可靠性验证
    6.2 砂土-复合桩-上部结构地震响应影响因素分析
        6.2.1 水泥土桩桩径
        6.2.2 水泥土桩桩长
        6.2.3 水泥土剪切模量
        6.2.4 砂土相对密实度
        6.2.5 震动强度
    6.3 可液化场地劲芯复合桩抗震性能评价
        6.3.1 复合桩场地抗液化性能评估
        6.3.2 可液化场地复合桩弯曲失效评估
        6.3.3 可液化场地复合桩抗震设计要点
    6.4 本章小结
第七章 桩筏连接形式对劲芯复合桩抗震性能的影响
    7.1 振动台模型试验设计
    7.2 模型体系自振频率与阻尼比
    7.3 砂土-复合桩-上部结构地震反应特性
        7.3.1 试验宏观现象
        7.3.2 超孔压比响应
        7.3.3 加速度响应
        7.3.4 动剪应力–应变响应
        7.3.5 侧向位移与沉降响应
        7.3.6 弯矩响应
    7.4 本章小结
第八章 结论与展望
    8.1 本文主要结论
    8.2 本文的创新点
    8.3 不足与展望
参考文献
致谢
作者简介

(5)冻土区铁路接触网立柱桩基础抗拔承载性能分析(论文提纲范文)

摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的及意义
    1.3 研究现状
        1.3.1 寒区桩基冻胀力理论研究现状
        1.3.2 寒区温湿度变化对桩基冻胀力的影响研究现状
        1.3.3 寒区桩基础抗拔承载情况研究现状
    1.4 研究内容及技术路线
        1.4.1 主要研究内容
        1.4.2 技术路线
2 桩体受力及上拔破坏模式分析
    2.1 冻土地区土体湿度动态变化情况
    2.2 冻土地区土体温度周期变化情况
    2.3 桩基础对土体冻胀的响应
    2.4 寒区桩基础的受力分析与计算
        2.4.1 桩基础受力特点分析
        2.4.2 寒区桩基础稳定性计算
    2.5 本章小结
3 桩周土体及桩土接触面物理力学特性试验分析
    3.1 桩周土体物理特性试验
        3.1.1 土体冻结温度试验
        3.1.2 土体液塑限试验
    3.2 桩周土体三轴压缩试验
        3.2.1 试验方案
        3.2.2 桩周土体应力-应变特征
        3.2.3 桩周土体抗剪强度参数动态变化分析
    3.3 桩土接触面直剪试验
        3.3.1 试验方案
        3.3.2 接触面剪切应力-位移特征
        3.3.3 接触面抗剪强度参数动态变化分析
    3.4 本章小结
4 桩土体系温度场变化规律研究
    4.1 冻土热传导计算理论基础
    4.2 温度场分析模型建立
        4.2.1 模型尺寸
        4.2.2 材料参数的确定
        4.2.3 初始计算条件
    4.3 桩土体系温度场模拟
    4.4 温度场变化条件下桩体抗拔承载力计算
    4.5 本章小结
5 桩基础抗拔承载力与变形响应分析
    5.1 计算方法及模型建立
        5.1.1 计算方法
        5.1.2 模型计算参数选取
        5.1.3 模型建立
    5.2 桩土体系受力及变形响应分析
        5.2.1 2019年活动层融化时基础的抗拔承载性能分析
        5.2.2 2069年活动层融化时基础的抗拔承载性能分析
        5.2.3 活动层冻结时基础的抗拔承载性能分析
        5.2.4 基础受冻拔力时抗拔承载性能分析
        5.2.5 桩基础受融沉力时承载性能分析
    5.3 不同工况下基础的上拔承载力与变形机制分析
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录

(6)地下水对冻土区桩基热力特性影响研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 选题背景及研究意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 本课题研究领域国内外的研究现状
        1.2.1 土-结构接触面摩擦特性研究现状
        1.2.2 冻土区桩基承载性能研究现状
        1.2.3 研究现状总结
        1.2.4 问题的提出
    1.3 本课题拟研究内容、研究方案及技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究方案
        1.3.3 主要技术路线
2 冻土-结构接触面摩擦特性试验研究
    2.1 冻土-结构接触面直剪试验研究
        2.1.1 试验测试设备及试样制备
        2.1.2 试验测试分组及测试过程
    2.2 冻土-结构接触面直剪试验结果
        2.2.1 冻土-结构接触面抗剪强度规律分析
        2.2.2 冻土-结构接触面强度指标规律分析
        2.2.3 冻土-结构接触面摩擦特性分析
    2.3 本章小结
3 地下水对冻土区桩-土体系温度场影响分析
    3.1 控制方程
    3.2 数值模型建立过程
        3.2.1 数学模型
        3.2.2 几何模型及参数选取
        3.2.3 初始条件及边界条件
        3.2.4 工况划分及数值计算模型
    3.3 数值模拟结果与分析
        3.3.1 地下水对桩-土体系温度场的影响分析
        3.3.2 桩-土接触面温度分布
        3.3.3 地下水对冻土层的影响范围分析
    3.4 本章小结
4 地下水对冻土区桩基承载性能影响分析
    4.1 控制方程
    4.2 数值模型建立过程
        4.2.1 几何模型及参数选取
        4.2.2 边界条件及荷载加载方案
        4.2.3 工况划分及数值计算模型
    4.3 模拟结果与分析
        4.3.1 地下水对桩基轴力的影响分析
        4.3.2 地下水对桩基侧摩阻力的影响分析
        4.3.3 地下水对桩基承载力的影响分析
        4.3.4 地下水对桩-土体系位移场的影响分析
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录

(7)螺锁式预应力竹节方桩抗拔承载性状实验研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 桩基础概述
        1.1.1 桩基础的发展历史
        1.1.2 桩基础的分类及其适用条件
        1.1.3 单桩竖向承载力的确定
    1.2 抗拔桩国内外研究现状
        1.2.1 等截面抗拔桩
        1.2.2 非等截面抗拔桩
    1.3 预应力竹节方桩的发展及研究
    1.4 本文的研究目的及主要内容
        1.4.1 本文的研究目的
        1.4.2 本文的主要工作
第二章 预应力竹节方桩的生产及施工工艺
    2.1 预应力竹节方桩简介及其分类
    2.2 竹节方桩的制作工艺
    2.3 竹节方桩的运输及堆放
    2.4 竹节方桩的构造
    2.5 竹节方桩的接桩技术
        2.5.1 螺锁连接件
        2.5.2 竹节方桩接桩工艺
    2.6 竹节方桩的施工工艺流程
    2.7 竹节方桩与承台的连接
第三章 上拔荷载作用下竹节方桩位移计算公式的推导
    3.1 上拔荷载作用下桩顶位移的组成
    3.2 桩顶位移计算的常用方法
        3.2.1 荷载传递法
        3.2.2 剪切位移法
        3.2.3 弹性理论法
        3.2.4 有限单元法
    3.3 采用荷载传递法计算上拔荷载作用下的桩顶位移
        3.3.1 几种典型的荷载传递模型
        3.3.2 应用Hirayama双曲线模型建立竹节方桩荷载-位移计算公式
        3.3.3 相关参数的确定
第四章 竹节方桩模型试验介绍
    4.1 引言
    4.2 理论基础
        4.2.1 相似理论
        4.2.2 相似准则
    4.3 模型实验方案设计
        4.3.1 实验原型桩及相似比
        4.3.2 模型箱
        4.3.3 加载装置及加载方式
        4.3.4 数据量测系统
    4.4 模型实验准备
        4.4.1 模型填土的制备
        4.4.2 模型桩的制作
    4.5 实验分组
    4.6 实验步骤
第五章 模型试验结果及分析
    5.1 第一组实验分析
        5.1.1 承载力对比分析
        5.1.2 桩身受力对比分析
        5.1.3 桩周土压力对比分析
    5.2 第二组实验分析
    5.3 第三组实验分析
    5.4 上拔荷载作用下竹节方桩承载机理分析
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 进一步工作的展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况

(8)水库滑坡-抗滑桩体系演化模式与稳定性判识方法研究(论文提纲范文)

作者简历
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 选题的来源、目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 水库滑坡变形破坏机理研究
        1.2.2 水库滑坡演化过程研究
        1.2.3 水库滑坡-抗滑桩体系演化模式研究
        1.2.4 水库滑坡-抗滑桩体系稳定性判识与预测研究
    1.3 存在的问题及发展趋势
    1.4 主要研究内容、技术路线和创新点
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 研究方法与技术路线
        1.4.3 创新点
第二章 马家沟滑坡概况与水库滑坡外力因素概化
    2.1 马家沟滑坡概况
        2.1.1 滑坡工程地质条件概况
        2.1.2 抗滑桩治理工程概况
    2.2 水库滑坡外力因素概化
        2.2.1 概化思路
        2.2.2 基于三峡库区库水位与降雨的试验库水位与加载概化设计
    2.3 本章小结
第三章 水库滑坡相似材料研制与多场监测模型试验方法
    3.1 水库滑坡模型试验相似材料研制
        3.1.1 相似材料配比试验与结果分析
        3.1.2 相似材料有效性验证
    3.2 水库滑坡-抗滑桩体系多场监测物理模型试验方法
        3.2.1 自反力式水库滑坡-抗滑桩体系物理模型试验装置
        3.2.2 物理模型试验多场监测系统
    3.3 本章小结
第四章 水库滑坡变形演化特征与失稳模式
    4.1 静止水位条件下滑坡多场演化特征
        4.1.1 试验设计
        4.1.2 多场演化特征与演化阶段划分
        4.1.3 位移场-渗流场互响应特征
        4.1.4 稳定性演化规律与机理分析
    4.2 有水无水条件下滑坡变形特征与失稳模式
        4.2.1 试验设计
        4.2.2 变形演化特征对比分析
        4.2.3 失稳模式对比分析
        4.2.4 基于土压力演化特征的滑带辅助探测方法
    4.3 库水位循环波动作用下滑坡变形演化规律
        4.3.1 试验设计
        4.3.2 库水位循环波动对滑坡变形影响规律分析
        4.3.3 水库滑坡自适应能力探讨
    4.4 本章小结
第五章 水库滑坡-抗滑桩体系演化模式
    5.1 静止水位条件下体系演化模式
        5.1.1 试验设计
        5.1.2 基于桩土多场信息特征的演化阶段划分
        5.1.3 有桩无桩工况滑坡变形演化特征对比
        5.1.4 演化模式总结
        5.1.5 体系稳定性定性评价
    5.2 库水位循环波动条件下体系演化模式
        5.2.1 试验设计
        5.2.2 基于位移场与宏观变形特征的演化过程分析
        5.2.3 演化阶段划分
        5.2.4 变形与失稳模式探讨
        5.2.5 演化模式总结
        5.2.6 体系稳定性定性评价
    5.3 本章小结
第六章 水库滑坡-抗滑桩体系稳定性判识方法与应用
    6.1 稳定性判识方法简介
    6.2 决策树C5.0算法原理
    6.3 稳定性判识阈值判据
    6.4 案例应用
    6.5 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
致谢
参考文献

(9)竖向荷载作用下桥梁桩基础承载特性分析(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题的背景及研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 主要研究内容
    1.4 技术路线
2 桥梁桩基础竖向承载特性的理论分析及计算方法
    2.1 桩-土体系的荷载传递机理
    2.2 桥梁单桩基础竖向极限承载力的计算理论及方法
        2.2.1 桩基规范中的经验公式法
        2.2.2 原位测试法计算单桩承载力
        2.2.3 单桩竖向抗压静载试验
    2.3 桥梁群桩基础的受力性状理论研究
        2.3.1 桥梁群桩基础的竖向受荷机理
        2.3.2 群桩地基及其应力状态
        2.3.3 群桩效应
    2.4 桥梁群桩基础的极限承载力计算理论及方法
        2.4.1 桥梁群桩基础的破坏模式
        2.4.2 以单桩极限承载力为参数的群桩效应系数法
        2.4.3 以土强度为参数的极限平衡理论法
        2.4.4 以侧阻力、端阻力为参数的经验计算法
        2.4.5 数值模拟法
    2.5 桥梁群桩基础沉降计算理论及方法
        2.5.1 桥梁群桩基础的沉降性状
        2.5.2 等代墩基法
        2.5.3 沉降比法
    2.6 本章小结
3 桥梁单桩基础竖向抗压静载试验分析
    3.1 工程背景及试验内容
    3.2 场地工程地质条件
    3.3 试桩设计参数
    3.4 单桩静载试验的主要试验设备
    3.5 加卸载方案及沉降观测
    3.6 单桩竖向抗压静载试验结果
    3.7 本章小结
4 桥梁单桩基础竖向承载能力的有限元分析
    4.1 桥梁单桩有限元模型的建立
        4.1.1 单桩模型几何参数
        4.1.2 本构模型
        4.1.3 桩土接触作用模拟
        4.1.4 边界条件及网格划分
    4.2 初始地应力平衡
    4.3 单桩竖向承载特性的模拟分析结果
    4.4 本章小结
5 竖向荷载作用下桥梁群桩基础承载特性分析
    5.1 工程实例中桥梁群桩基础的竖向承载特性分析
        5.1.1 依托工程的桥梁群桩基础建模
        5.1.2 竖向荷载作用下依托工程的桥梁群桩基础承载特性分析
        5.1.3 工程实例中桥梁群桩基础极限承载力的理论计算及与有限元结果的对比
    5.2 桩径变化对桥梁群桩竖向承载特性的影响分析
        5.2.1 不同桩径工况的设计方案
        5.2.2 不同桩径工况下桥梁群桩有限元模型的建立
        5.2.3 桩径变化时不同工况下桥梁群桩竖向承载特性分析
    5.3 桩长变化对桥梁群桩竖向承载特性的影响分析
        5.3.1 不同桩长工况的设计方案
        5.3.2 不同桩长工况下桥梁群桩有限元模型的建立
        5.3.3 桩长变化时不同工况下桥梁群桩竖向承载特性分析
    5.4 桩间距变化对桥梁群桩竖向承载特性的影响分析
        5.4.1 不同桩间距工况的设计方案
        5.4.2 不同桩间距工况下桥梁群桩有限元模型的建立
        5.4.3 桩间距变化时不同工况下桥梁群桩竖向承载特性分析
    5.5 桩间距变化对桥梁群桩群桩效应系数的影响分析
    5.6 本章小结
6 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及成果
致谢

(10)高铁桩承式路堤摩檫桩在粉土中的循环沉降研究与应用(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究现状
        1.2.1 竖向受荷下的桩基性状
        1.2.2 竖向循环加载下的桩基模型试验研究
        1.2.3 竖向循环荷载作用下的桩-土相互作用分析
    1.3 存在的问题
    1.4 主要研究工作及技术路线
第2章 循环荷载作用下桩-土相互作用分析
    2.1 引言
    2.2 荷载传递法
        2.2.1 荷载传递法的基本原理
        2.2.2 荷载传递函数
    2.3 循环下的桩基变形及破坏机理
        2.3.1 循环加载对桩-土界面相互作用的影响
        2.3.2 桩基循环效应及累积沉降的产生机理
    2.4 考虑循环作用效应的桩侧荷载传递模型
        2.4.1 模型概述
        2.4.2 循环累积变形
    2.5 单层饱和土中桩基竖向振动分析
        2.5.1 基本控制方程
        2.5.2 桩竖向振动问题求解
        2.5.3 桩土系统时域特性分析
    2.6 本章小结
第3章 循环荷载作用下桩基累积沉降分析与计算
    3.1 引言
    3.2 单桩竖向循环加载模型试验累积沉降分析
        3.2.1 试验简介
        3.2.2 循环加载下累积沉降数据
        3.2.3 累积沉降类型
    3.3 循环累积沉降发展分析图
    3.4 累积沉降计算方法
        3.4.1 桩顶荷载计算
        3.4.2 桩基循环累积沉降计算
        3.4.3 参数选取说明
    3.5 MATLAB GUI用户界面计算
        3.5.1 采用GUI设计计算过程
        3.5.2 计算结果分析
    3.6 累积沉降计算模型对于黏土和砂土地基的适用性讨论
        3.6.1 黏土地基
        3.6.2 砂土地基
        3.6.3 不同种类地基土体循环荷载影响参数比较
    3.7 本章小结
第4章 桩承式路堤设计方法研究
    4.1 引言
    4.2 桩基设计
    4.3 桩帽设计计算
    4.4 加筋材料的设计计算
        4.4.1 水平力设计
        4.4.2 竖向荷载转移的计算
        4.4.3 总荷载设计
    4.5 设计流程
    4.6 高速铁路桩承式路堤设计实例
        4.6.1 工程概况
        4.6.2 设计资料
        4.6.3 设计计算过程
    4.7 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 研究总结
    5.2 创新点
    5.3 问题与展望
参考文献
作者简历及在学期间所取得的科研成果

四、桩与土体系荷载传递的机理分析(论文参考文献)

  • [1]天然地基超高层建筑的基础设计研究[D]. 王帅. 西安工业大学, 2021(02)
  • [2]砂土中竹节方桩群桩抗拔试验研究[D]. 余路遥. 合肥工业大学, 2021(02)
  • [3]井筒式地下连续墙桥梁基础变位与承载力研究[D]. 曹耿. 东南大学, 2021
  • [4]软弱地层中劲芯复合桩的水平承载性状与抗震性能研究[D]. 王安辉. 东南大学, 2020(02)
  • [5]冻土区铁路接触网立柱桩基础抗拔承载性能分析[D]. 付垒. 西安科技大学, 2020(01)
  • [6]地下水对冻土区桩基热力特性影响研究[D]. 杨柳君. 西安科技大学, 2020(01)
  • [7]螺锁式预应力竹节方桩抗拔承载性状实验研究[D]. 许立成. 合肥工业大学, 2020(02)
  • [8]水库滑坡-抗滑桩体系演化模式与稳定性判识方法研究[D]. 何春灿. 中国地质大学, 2020(03)
  • [9]竖向荷载作用下桥梁桩基础承载特性分析[D]. 侯启东. 西安工业大学, 2020(02)
  • [10]高铁桩承式路堤摩檫桩在粉土中的循环沉降研究与应用[D]. 马盛南. 浙江大学, 2020(03)

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桩土系统荷载传递机理分析
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