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陡坡与桥梁桩基相互影响及稳定性分析
| 论文题名： | 陡坡与桥梁桩基相互影响及稳定性分析 |
| 关键词： | 双桩柱式桥梁;陡坡土体;横向荷载;桥梁桩基;稳定性分析 |
| 摘要： | 陡坡段双桩柱式桥梁与平地常规桥梁的基桩相比，在受荷机理和受力情况上都有很大的差异，基桩受到陡坡土体传递来的横向荷载及桩顶组合荷载的共同作用，同时桩身对桩侧岩土体产生抗力，构成繁杂的陡坡土体-基桩互相影响的系统。本文结合江西省交通运输厅科技项目(编号：2016C0006)进行双桩柱式桥梁的基桩对陡坡安全性及桩身屈曲稳定性的研究。 (1)对于陡坡段的均质岩土体，构建一个陡坡岩土体与双桩柱式桥墩及横梁的计算模型，分析其受力情况得出系统势能，并基于最小势能理论可得到下滑土体发生位移后达到稳定时产生的虚位移，以此计算安全系数用于评价陡坡稳定性。在系统总势能中，本文着重考虑了双桩柱式桥墩及横梁的应变能及桩土摩擦的能量。研究表明，本文结果稍大于边坡安全系数，说明双桩柱式桥墩对陡坡安全性是有利影响。在对陡坡安全性系数进行敏感性分析中，发现弹性模量对安全系数的增长影响不大；桩径增大，桩土相互作用面积增大，导致安全系数增大；将基桩布置于坡顶至跛脚水平距离一半的位置时安全系数最大，此位置两侧布置安全系数逐渐减小；陡坡段土体粘聚力和内摩擦角增大，陡坡安全系数随之增大。 (2)通过改进的遗传算法对临界滑裂面进行确定。通过五个参数进行控制所构建的三维椭球面，以安全系数作为目标函数，计算最小安全系数所对应的参数最优值构成的最危险滑移面，完成滑移面搜索。为避免局部最优解情况，本文采用优化后的遗传算法进行操作，即通过加入小生境技术，极大限度的避免了局部最优解的出现，保证了搜索滑裂面结果的可靠性。通过在设定区域范围内改变参数进行搜索，结果表明参数对滑移面的形状影响并不大。 (3)对于陡坡段桥梁基桩容易发生屈曲稳定的问题，通过滑移面与基桩的模型确定不同受荷类型区域长度，并根据每段受力情况计算包括桩身自重产生能量在内的系统能量，基于能量法可求变分特征方程特征根，得出一种用桩身临界荷载判断桩身屈曲稳定性的方法。通过对桩身屈曲稳定敏感性研究，发现嵌固段长度增长，临界荷载增大；在桩身自由段长度过长和桩径过小的情况下，基桩极易发生屈曲稳定性破坏。 |
| 作者： | 廖睿 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 汪小平;邓通发 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江西理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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