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原文传递堆载条件下软弱地基群桩负摩阻力分布特性研究

论文题名：	堆载条件下软弱地基群桩负摩阻力分布特性研究
关键词：	堆载条件;软弱地基;群桩结构;负摩阻力;分布特性
摘要：	随着高速铁路和高速公路以及高层建筑物的快速发展，人类对桩基础的使用越来越广泛，随之而来对桩基础的研究也越来越多。在实际工程中，对群桩的应用更是达到了前所未有的高度。但是，到目前为止，对特殊土中群桩基础在堆载条件下各桩基工作机理和群桩效应的研究并不是很多。因此，本文参考某实际工程，通过模型试验对粉质粘土中的群桩基础进行了承载力、轴力、侧摩阻力和中性点等的研究。通过不同的堆载形式，对比分析了桩基的沉降、桩周土的沉降、群桩中各桩基的轴力、各桩基的侧摩阻力和中性点位置的变化规律等。最后，结合某桥梁工程群桩基础，利用Midas/GTS NX软件进行了堆载条件下群桩基础的数值模拟研究，研究以上各点的变化规律，得出结论。本文主要内容有: 　　(1)查阅文献，了解有关桩基负摩阻力的研究现状，主要从理论方面的研究、现场试验的研究、室内模型试验的研究以及数值模拟的研究等方面给出了近年来一些国内外学者的研究成果。基于国内外研究学者对群桩在边载作用下的研究比较少，制定了室内模型试验的相关方案，提出了本文所要研究的主要内容。　　(2)室内模型试验所用桩基为直径为0.03m的亚克力棒，每根长1m，共计9根，采用3×3的形式对称布置，桩间距为3D，亚克力棒表面利用环氧树脂胶粘贴了一层粒径为0.2mm-0.5mm干净的砂子，并涂刷水泥浆;模型箱尺寸为1.2m×1.2m×1.3m(长×宽×高);填土为兰州周边黄土，通过相关土工试验确定了填土的基本参数。通过围载和边载两种工况来对比分析土层沉降、桩身轴力、桩基侧摩阻力以及中性点位置等的变化规律，同时也说明了不同工况下各桩基承载力发挥系数的变化特点，为以后工程的施工提供相关数据参考。　　(3)在围载工况下，各桩基轴力和侧摩阻力随围载等级的增加而逐渐增大，中性点的位置随围载的增大不断的向下移动;同一围载下，角桩的轴力和侧摩阻力最大，边桩次之，中心桩最小，同时角桩中性点的位置最低，边桩居中，中心桩的最靠近填土表面。本次工况下要使桩基承载力发挥系数保持在0.7以下，则建议围载施加不超过60kPa。　　(4)在边载工况下，只有靠近边载加载侧的角桩和边载以及中心桩和中边桩才出现负摩阻力和中心点。边载作用下各桩基轴力、侧摩阻力和中性点的位置以及土层沉降等的变化规律都与围载相似。通过试验数据分析，无论围载还是边载，各桩基中性点的位置随着堆载的增加而逐渐下沉，最后呈现出趋于水平的趋势。要使桩基承载力发挥系数保持在0.7以下，则建议边载施加不超过80kPa。　　(5)基于Midas/GTS NX有限元软件，依托某既有铁路桥梁桩基在使用过程中受到地面围载和边载的作用，建立了相关模型来计算各桩基的受力特点。数值模拟中各土层等的参数都根据现场的实际参数选取。利用计算结果，主要分析研究了各桩基轴力、侧摩阻力以及中性点位置的变化规律等，同时也表明了各桩基承载力发挥系数的变化特点。
作者：	付江
专业：	建筑与土木工程
导师：	马学宁;牛新泽
授予学位：	硕士
授予学位单位：	兰州交通大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文