详情

原文传递分体井筒式地下连续墙锚碇基础水平承载特性研究

论文题名：	分体井筒式地下连续墙锚碇基础水平承载特性研究
关键词：	桥梁锚碇基础;地下连续墙;分体井筒;水平承载力
摘要：	随着我国桥梁建设的快速发展，对于大型桥梁锚碇基础型式和受力的研究越来越重要。分体井筒式地下连续墙基础是一种新型悬索桥锚碇基础，基础结构形式简单，施工便利，极具推广潜力，但当前对于该基础的水平承载特性研究还很少。分体井筒式地下连续墙基础内部存在大量土芯，基础受力变形和水平承载机理复杂。本文依托四川卡哈洛金沙江大桥四川岸分体井筒式地连墙锚碇基础项目，采用数值模拟及理论计算等手段对分体井筒式地下连续墙基础的水平承载特性和荷载传递机理进行系统性的研究和分析。主要研究内容如下：　　（1）开展卡哈洛金沙江大桥四川岸锚碇基础原位土体力学性质试验，对土体性质进行研究，四川岸土体以碎石土为主，土体强度较高，承载性能良好。依据有关规范，编制原位井筒式地下连续墙基础水平承载对顶试验方案，提出水平对顶试验的试验方法、设备布设、加载流程及数据处理方法。　　（2）建立了碎石土地基下单室井筒式地下连续墙基础ABAQUS三维有限元模型，通过数值分析研究其水平受力及变位规律。单室井筒式地下连续墙基础呈整体倾斜破坏模式，随着外荷载增大，基础的旋转中心从后墙向前墙移动，深度基本保持不变。对土体破坏形式展开分析，基础前侧顶部土体首先发挥承载能力，随着外力的增大，水平荷载逐渐传递至深层土体，因此土体塑性区首先出现在前墙外侧的顶部，并随着深度增大向下扩展，直至墙体倾斜或土体屈服破坏。进一步，分析了墙体的土压力分布形式和荷载分担比，单室墙的水平荷载主要由前后墙土抗力及侧墙摩阻力承担，其中前后墙土抗力约占70%。探究了竖向荷载对井筒式地连墙水平承载特性的影响，结果表明竖向荷载一定程度上提升了墙体水平承载能力。　　（3）建立了碎石土地基下分体井筒式地下连续墙锚碇基础ABAQUS三维有限元模型，并基于单室墙的研究结果开展分体井筒式地连墙基础水平承载特性研究。分体井筒式地连墙基础共十二个筒室，基础同样呈整体倾斜破坏模式，墙体的水平位移沿横向呈波动形式分布。对分体井筒式地连墙基础的土压力分布形式和荷载分担比进行分析，相比于单室墙，分体墙的前后墙土抗力占比为62%，而墙底和基底的水平摩阻力占比有所提升。建立单室墙、六室墙及分体墙模型并进行水平加载，通过对比发现多室地连墙存在群墙效应，多个筒室的应力重叠和筒内土芯作用减弱使得筒室的平均承载力降低，分体井筒式地连墙的布置形式有利于减少群墙效应的影响。　　（4）提出了地连墙刚性基础和弹性基础弹簧法计算理论和方法，运用刚性基础弹簧法和国内现行刚性基础m法对分体井筒式地下连续墙水平承载能力进行计算和分析，结果表明m法计算大尺寸地连墙时计算结果偏小，而采用刚性基础弹簧法的计算可以考虑墙体内部土芯作用，结果较为合适。
作者：	王昱仁
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