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斜陡坡段桥梁嵌岩桩基承载特性与设计方法研究
| 论文题名： | 斜陡坡段桥梁嵌岩桩基承载特性与设计方法研究 |
| 关键词： | 桥梁桩基础;承载特性;荷载设计;数值模拟 |
| 摘要： | 随着西部大开发进程的不断加速，西部地区的基础设施建设急需得到提升。而西部地区多山，地形地貌复杂，因此在其上修建构筑物的设计要点与东部地区有很大不同，斜陡坡上的桩基础设计是其中亟需研究的一块。桩基础是在山区修建高架桥时广泛采用的基础形式，目前关于平地桩基础的相关研究已经进行得比较深入，但斜陡坡段桩基础的分析与设计方法仍然需要进一步的研究。因此，本文基于已有研究，结合理论分析、数值模拟以及现场工程实例数据等，提出斜陡坡单、双桩基础的分析计算方法，并结合依托工程案例，给出斜陡坡双桩基础的设计应用方法。 首先，本文对斜陡坡桥梁单桩基础的承载特性进行了研究。在前人计算分析模型的基础上，给出了具有更高精度、更强适用性的基于配置点法的有限差分法解答，并验证了解答的正确性；根据文献斜陡坡单桩水平静载力试验工程案例，结合数值模拟方法验证了计算分析模型的正确性；在工程案例实验的基础上，引入改进的m法对计算模型进行优化并验证；在此基础上对单桩基础进行了敏感性分析，结果表明：坡度会极大地影响碎石土地基m值，会引起桩顶位移与桩身内力的非线性增长，因此对于过于陡的斜坡要采取相应的抗滑措施。 其次，本文展开了对斜陡坡桥梁双桩基础承载机理与设计方法的研究，建立了斜陡横坡双桩基础的计算模型，给出了斜陡横坡双桩基础的求解方法，并结合文献中工程案例对计算模型与计算方法进行了验证，随后的敏感性分析表明：对于横坡双桩基础而言，桩顶连系梁可以有效改善桩身内力，但在本模型、本案例中，桩间距对于双桩基础位移与内力影响不大，桩径和m值对桩基础内力起控制作用；另外，本文还结合抗滑桩相关研究，提出下滑推力作用下的斜陡纵坡双桩基础计算分析模型和考虑边坡—桩基础安全性的联合设计方法，并提出了斜陡纵坡双桩基础设计荷载的计算方法。在此基础上，本文总结了斜陡坡双桩基础的设计分析方法。 最后，结合本文依托的工程案例，采用本文研究成果，对四川山区一高架桥原设计方案的两双桩基础进行了承载力校核，校核结果显示，四川山区高架桥较大的设计荷载和坡度陡峭造成水平抗力减少等不利因素会对斜陡坡桩基础的正截面抗弯承载力造成挑战，在其设计中应该谨慎考虑。 |
| 作者： | 赵星云 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 赵学亮;刘益平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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