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基于实时监测的湿陷性黄土地区桥台桩基承载力评估技术研究
| 论文题名： | 基于实时监测的湿陷性黄土地区桥台桩基承载力评估技术研究 |
| 关键词： | 桥梁建造;黄土地质;桩基沉降;桥梁荷载 |
| 摘要： | 在桥梁桩基设计中，通常根据结构物的重要程度考虑部分或者全部湿陷性黄土层发生湿陷时桩的负摩阻力大小，而实际工程中湿陷性黄土地区桥梁桩基负摩阻力多是由黄土的增湿变形引起，这样就会使桩基设计中对负摩阻力的计算偏大，造成桩基中的安全储备过高而产生不必要的浪费。本文针对湿陷性黄土地区桥台桩基承载力受黄土增湿变形影响问题，分析了黄土增湿变形情况下对桩基承载力的影响的因素，建立了湿陷性黄土地区桩侧土增湿变形下桩基承载力的评估方法。 本研究主要内容包括：⑴探究湿陷性黄土增湿变形特性。分析了黄土发生增湿变形的原因，包括黄土自身的大孔隙、结构性、水敏性特征，总结了目前黄土增湿变形量的计算方法，对宁夏南部山区黄土进行了不同含水量土体的侧限压缩试验，得出了应用模量折减法计算固西黄土增湿变形量的相关参数。⑵分析了桩基负摩阻力的形成、分布特点及对桩基的影响。为了分析由湿陷性黄土增湿变形引起的桩身负摩阻力及对桩基承载力的影响，应用FLAC3D建模软件，采用模量折减法模拟土的增湿变形，分别对桩顶荷载、增湿变形强度、增湿变形深度等因素进行了分析。黄土增湿强度及增湿深度对桩基的影响较大，桩顶荷载在桩侧土增湿变形情况下对桩基沉降及承载力的改变相关性不大。⑶针对黄土增湿变形引起的负摩阻力计算问题，提出了基于荷载等效法的桩基承载力评估方法，应用FLAC3D软件模拟验证了该方法的可行性。利用单桩的荷载沉降曲线，将由桩侧土增湿变形引起的桩顶位移等效于由桩顶荷载增加引起的桩顶位移，将负摩阻力计算问题转化为正摩阻力计算。利用单桩荷载沉降曲线，反算单桩荷载传递模型参数，应用荷载传递微分方程求解在不同桩顶荷载下桩身轴力及位移曲线。对于沿深度不同的增湿含水量变化情况，利用割线模量法计算由土体增湿引起的桩侧土随深度的变形量，结合桩顶荷载作用下桩身位移曲线，得出中性点的位置，由此形成了在桩侧湿陷性黄土增湿变形情况下桩基极限承载力的评估方法，并根据桩身负摩阻力及中性点的位置对桩身强度进行验算。⑷依托宁夏固西高速公路，设计并部署了包括跨线桥桩基的湿陷性黄土路基监测系统，应用FLAC3D对依托工程进行仿真分析，模拟桩侧土增湿变形对桩基的影响。 |
| 作者： | 李艳红 |
| 专业： | 土木工程；桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 杨建喜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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