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根式基础竖向受压承载性状模型试验研究及数值分析
| 论文题名： | 根式基础竖向受压承载性状模型试验研究及数值分析 |
| 关键词： | 桥梁基础;根式基础;根键布置;承载力 |
| 摘要： | 随着近年我国交通运输事业的进一步发展，桥梁基础在工程中的地位越来越重要，对基础要求也越来越高。一直以来大跨度跨河桥梁基础是桥梁设计和施工的难题。因此针对厚覆盖层地质条件提出了新型变截面基础形式——根式基础的概念。 由于现阶段对根式基础根键布置型式缺乏进一步研究，故本文利用物理模型试验开展相关研究，通过试验数据及数值模拟探究根式基础在提高承载力方面的影响。 本义进行三组模型静载试验共九种桩型，探究根键布置数目及位置对提高基础承载力的作用，同时对桩身轴力值和桩身侧摩阻力值进行分析。选取部分桩型在ANSYS里建模导入FLAC3D进行加载计算，将沉降值与试验得到的沉降值进行比较，分析相应的沉降云图、应力云图以及根键受力值。 第一组模型试验说明有根键模型桩明显提高极限承载力;第二组证明了根键靠下布置更能提高桩基极限承载力;第三组验证了最下层根键的布置位置，在一定范围内，靠下布置根键对提高极限承载力的效果可以与五层根键布置相当。随荷载及基础沉降增加，桩身侧摩阻沿着桩身逐渐充分发挥。增加根键布置后其侧阻力占其总承载力比例增大，相应的端阻力比例减小。数值模拟中，其z方向沉降曲线与模型试验吻合;根键受力值可以看出其受力趋势以及其承受弯矩的方向，与试验现象吻合;加载后的云图直观看出根式基础在竖向荷载受压情况下的受力情况以及应力集中区。 三组模型试验说明布置根键能明显提高桩基承载性能，根键布置数量及位置明显影响桩基极限承载力。两层根键之间的土体可看成一个整体，桩顶荷载主要由与根键外径一致的外包圆柱面产生的摩阻力、最底层根键的端阻力以及底部端阻力共同承担。数值模拟结果与模型试验数据基本吻合。 根据模型试验和数值分析结果，对根式基础的设计与施工提供了借鉴和参考。 |
| 作者： | 孙砚 |
| 专业： | 水利水电工程 |
| 导师： | 朱大勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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