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车辆荷载作用下桥台-桩-土相互作用动力特性研究
| 论文题名： | 车辆荷载作用下桥台-桩-土相互作用动力特性研究 |
| 关键词： | 桥梁工程;车辆荷载作用;桥台结构;桩基基础;土体力学;动力特性 |
| 摘要： | 作为一种强度高、承载力大、耐久性好的重要基础形式，桩基在桥台基础中广泛应用，承受以车辆荷载为主的动力作用，车辆荷载具有强度低、作用时间长、振动频率不固定等特点，容易被人忽略，却能产生比车辆静载更大的作用，在车辆荷载作用下桥台处容易产生变形，从而影响车辆运行的平稳性，为交通事故的发生埋下隐患。车辆荷载下桥台-桩-土动力特性其复杂，目前仍有许多问题没有得到彻底解决，因此，对车辆荷载作用下桥台-桩-土的动力响应规律进行研究具有重要的工程实践价值。 针对以上问题，作者在前人研究成果的基础上，探讨了土体动力学特性，通过动三轴试验得出了土体动力作用的重要参数;以土体Drukle-Plager模型为基础，将接触虚拟厚度因子引入到桥台-桩-土动力作用中;以MIDAS/GTS有限元软件为工具，分析了不同条件下的桩-土受力变形，研究了不同因素对桩土相互作用的影响规律;对车辆动荷载进行简化，建立了桥台-桩-土有限元模型，对边界条件进行改进，提出了适用于动力分析的弹性阻尼边界条件;构建了考虑结构振动特性的有限元模型，研究了车辆动荷载作用下的桥台-桩-土的变形、应力，揭示了沿深度变化的最大位移、应力变化规律;对比分析了不同因素对桥台-桩-土相互作用的影响，并得出以下主要结论: (1)构建了考虑弹性阻尼边界条件及结构自身振动特性的桥台-桩-土有限元模型，该模型可以较好的表达车辆荷载作用下桥台、桩、土的变形过程。 (2)粘土的物理力学性能、桩-土间接触参数显著影响桩-土间动力作用，桩土动力分析中接触面的法向刚度合理数量级为106kPa，引入接触虚拟厚度因子能简化了模型中接触设置。 (3)将车辆行驶速度、车重、车辆行驶位置应用于桥台-桩-土分析中，得出车辆最不利行驶位置，分析出车速、车重与最大变形、应力之间的相互关系。 (4)分析了桩径、桩长、桩间距对桥台-桩-土相互作用的影响，归纳了桩长、桩径、桩间距与变形之间的规律。 |
| 作者： | 赵文华 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 张彬 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 辽宁工程技术大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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