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软弱土多室地下连续墙锚碇基础的水平承载特性研究
| 论文题名： | 软弱土多室地下连续墙锚碇基础的水平承载特性研究 |
| 关键词： | 大跨桥梁;多室地下连续墙;水平承载特性;软土地层 |
| 摘要： | 随着我国城市群建设的不断发展，毗邻城市的跨海跨江通道需求显著增加，千米级大跨桥梁凭借其良好的空间能力越来越受到关注。大跨度、高承载、以及复杂的地质环境对结构基础提出了更高的要求。多室地下连续墙作为一种新型的深基础型式，其水平承载能力和抗变形能力出色，具有广阔的应用前景和工程需求。 本文依托“张靖皋长江大桥复合地连墙锚碇基础关键技术研究”项目，通过室内试验、数值模拟、理论计算等手段对多室地下连续墙的水平承载特性进行研究。主要包括： (1) 通过水泥土的无侧限抗压强度试验、墙-土界面剪切试验、渗透试验对高水泥掺入比加固土的物理力学特性进行研究。探究了水泥土强度的影响因素及高掺入比情况下水泥土的破坏模式，得到了水泥土的应力应变曲线并且基于张家港粉质黏土提出了水泥土任意龄期无侧限抗压强度预测公式。通过大型剪切设备开展墙-土接触界面剪切特性试验研究，结果表明，混凝土-水泥土的摩擦系数随水泥土养护龄期增长而增大，混凝土-黏土摩擦系数随黏土含水率增高而迅速降低。基于摩尔库伦准则提出偏于安全和应用的加固土最小摩擦公式。进行加固土的渗透特性试验，结果表明加固土渗透系数随龄期增长而降低。 (2) 基于三维有限元数值模拟，对多室墙基础的水平承载特性进行研究，结果表明，基础变位为平动加刚体转动耦合的结果，并进一步给出了墙身变位和土抗力的分布规律。随着水平荷载增大，塑性区在前墙外不断发展逐渐上下贯通发生局部剪切破坏。通过建立不同基础形式的模型，研究了基底嵌固端的影响并对荷载分配特性进行了分析。最后对地基加固进行了分析和评价。 (3) 依托张靖皋长江大桥工程项目，建立成层土中多室墙数值模型，对组合荷载作用下的多室地下连续墙基础进行研究，给出了横向土抗力的分布规律，多室墙在设计荷载作用下主要靠正面土抗力和侧面摩阻力承受水平荷载，靠基底和墙底承受竖向荷载。由于底部嵌固端的存在，地基加固不如在传统箱式基础中对基底摩擦提升明显。 (4) 基于理论计算，分别采用六弹簧分析方法及规范推荐方法对多室墙基础在运营阶段设计荷载作用下的变位、转角、土反力等进行了计算，结果表明，六弹簧分析方法与有限元结果吻合较好，m法由于未考虑基础尺寸效应，计算墙顶变位严重偏小。基于此，本文提出了一种考虑尺寸效应的地基反力系数比例系数m值的折减方法。 |
| 作者： | 彭顺开 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 龚维明;陶景晖 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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