首页> 中文学位 >超长桩荷载传递及倾斜荷载下桩-土数值模拟分析
【6h】

超长桩荷载传递及倾斜荷载下桩-土数值模拟分析

代理获取

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1研究背景

1.2竖向荷载下桩基础研究现状

1.3水平荷载下桩基础研究现状

1.4倾斜荷载下桩基础研究现状

1.5论文的主要研究内容

第二章 多层土中超长桩荷载传递非线性计算方法

2.1引言

2.2计算模型

2.2.1桩土荷载传递体系

2.2.2桩身混凝土的弹塑性

2.2.3桩侧荷载传递函数

2.2.4桩端土的非线性模型

2.3荷载-沉降关系计算过程

2.4实例验证

2.5本章小结

第三章 横-竖向耦合荷载作用下单桩桩土相互作用

3.1引言

3.2模型的建立

3.2.1建模

3.2.2土体本构模型

3.2.3网格划分及边界条件

3.2.4接触面算法

3.3分析过程

3.4结果分析

3.4.1桩土界面相对位移

3.4.2竖向荷载变化的桩土响应

3.4.3横向荷载的桩土响应

3.5参数分析

3.6实例分析

3.6.1实例1

3.6.2实例2

3.7本章小结

第四章 横-竖向耦合荷载单排桩土相互作用及套管加固研究

4.1引言

4.2模型参数及网格划分

4.3网格划分及边界条件

4.4接触面设置

4.5分析过程

4.6结果分析

4.6.1变横向荷载的桩-土-承台响应

4.6.2变竖向荷载的桩-土-承台响应

4.6.3桩基础水平位移控制研究

4.7本章小结

第五章 斜桩优化、参数分析与实例研究

5.1引言

5.2倾斜单排双桩模型

5.2.1模型尺寸

5.2.2材料参数

5.2.3接触面模型

5.3不同倾斜角作用下的承台位移

5.3.1倾角不同时桩基承台水平位移

5.3.2倾角不同时桩基承台竖向位移

5.4参数敏感性分析

5.4.1不同桩土刚度比的敏感性分析

5.5洋山深水港实例研究

5.5.1工程背景

5.5.2计算模型

5.5.3计算参数

5.5.4边界条件及施工工况

5.5.5承台、基桩位移和受力对比分析

5.5.6基桩弯矩、轴力分析

5.5.7横-竖向耦合荷载作用下斜顶桩板桩承台结构分析

5.6本章小结

第六章 群桩桩土相互作用

6.1引言

6.2有限元模型

6.3不同布桩形式的P-S曲线

6.4横-竖向耦合荷载作用下弯矩对比分析

6.4.1变横向荷载作用下弯矩分析

6.4.2变竖向荷载作用下弯矩分析

6.5横-竖向耦合荷载作用下轴力、水平力对比分析

6.5.1变横向荷载作用下轴力分析

6.5.2变竖向荷载作用下轴力分析

6.5.3变横向荷载作用下桩顶最大水平力对比分析

6.6本章小结

第七章 结论与展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

作者在攻读硕士学位期间发表的论文

作者在攻读硕士学位期间所作的项目

致 谢

展开▼

摘要

本文首先基于超长桩的大量试验资料建立了考虑侧土软化的荷载传递模型并对其进行验证,然后利用通用有限元软件ABAQUS模拟了横-竖向耦合荷载作用下超长单桩及群桩,对成层土与桩的相互作用进行了计算分析和参数化研究。在此基础上,对单排斜桩和群桩结构进行了优化设计,具体研究如下: 1、本文基于超长桩大量试验资料,对传统的荷载传递模型进行改进,建立与超长桩侧土工作性状相适应的弹性-软化-稳定三阶段荷载传递模型,桩端采用双曲线荷载传递模型模拟土的非线性变形特性,并引入混凝土的Rusch模型用于考虑高水平荷载作用下超长桩桩身混凝土的弹塑性性状,从而建立了与超长桩工作性状相适应的层状地基中超长桩荷载传递分析方法,并将荷载传递法计算结果与实测数据、有限元计算结果进行对比验证。 2、研究横-竖向耦合荷载作用下超长单桩桩土相互作用,重点讨论了横向荷载以及竖向荷载对桩基竖向承载力、横向承载力以及土体竖向侧摩阻力、土体水平抗力的影响。研究表明横向荷载的存在对超长桩基础的轴力、侧摩阻力、桩身弯矩有较大影响,且影响区域都集中在桩身较浅部区域。桩端土与桩周土的模量比Kbr对超长桩基础承载力的发挥有较大作用,随着Kbr的增大,在高水平荷载作用下超长桩基础逐渐由摩擦桩向端承桩过渡。 3、对横-竖向耦合荷载作用下单排桩的承台-桩-土体系的弯矩、轴力和横向土体抗力进行了三维数值分析,就超长桩桩顶水平位移过大,承载力不足的缺陷,对超长桩上部进行套管加固研究。研究表明,横-竖向耦合荷载共同作用的单排双桩结构中,前后两桩的轴力、弯矩、侧摩阻力存在较大差异。套管对浅部桩身的加固能较有效降低桩顶的水平位移,并能使浅部土体水平抗力、侧摩阻力向更深部传递。 4、对横-竖向耦合荷载作用下倾斜桩-土-承台体系进行了数值模拟研究,参数敏感性分析和结构优化设计,并结合洋山深水港工程实例对横-竖向耦合荷载作用下的斜顶板桩码头结构进行了分析和验证。通过对洋山深水港二期的斜顶板桩承台结构非线性有限元模拟计算结果和实测数据对比研究表明,本文的数值模型具有较好的可信度。可用于实际工程中的结构的局部受力进行分析和设计。当斜顶桩板桩承台结构同时受高填土侧土压力和竖向荷载共同作用时,竖向荷载的变化对结构水平承载力影响显著。 5、对横-竖向耦合荷载作用下超长群桩不同布桩形式进行分析,对两种布桩形式下的弯矩、轴力、桩顶水平力的分布和变化进行了深入研究。在相同横-竖向耦合外荷载的作用下的群桩基础,圆形布桩比方形布桩的水平和竖向位移均小,且圆形布桩桩身弯矩、土体水平抗力相对更小,各桩轴力分布更均匀,更有利于超长群桩基础承载力的发挥。 6、对超长单排倾斜桩基础和群桩基础进行结构优化设计:(1)通过特定横-竖向耦合荷载作用下不同倾斜角的超长桩基础分析,得到相应的水平和竖向位移,并综合考虑实际因素获得该结构的最优倾斜角;(2)对群桩承台结构两种不同的布桩方式在相同桩顶耦合荷载作用下承台水平、竖向位移对比分析以及群桩中各桩的弯矩、轴力、土体水平抗力进行了深入分析对比,得到群桩最优的布置形式。

著录项

相似文献

  • 中文文献
  • 外文文献
  • 专利
代理获取

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号