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岩溶区嵌岩桩承载特性及其设计方法研究
| 论文题名： | 岩溶区嵌岩桩承载特性及其设计方法研究 |
| 关键词： | 桩基础设计;嵌岩桩;岩溶区;承载特性;数值试验 |
| 摘要： | 随着我国交通事业的迅猛发展,桩基础在公路桥梁中应用日益广泛。较多的桩基使用在岩溶区地基,我国岩溶分布广泛,当桩基础穿越该类地区时,由于存在下伏溶洞等工程隐患,使得桩基对竖向变形极为敏感,一旦出现过量变形,将直接影响桩端岩溶顶板厚度的稳定性,情况严重则可能导致溶洞塌陷,对整个桥梁工程产生致命危害。为此,本文采用理论分析与数值模拟方法,对岩溶区嵌岩桩承载机理及设计方法进行探讨,主要研究工作如下: 首先,针对岩溶区嵌岩桩承载力和设计方法的特殊性,深入分析了岩溶区嵌岩桩在水平荷载和竖向荷载作用下的受力特性和承载机理,对嵌岩桩的荷载传递过程、桩侧阻力和桩端阻力的各种计算模式、破坏性状；同时探讨了岩溶区嵌岩桩桩端岩层的受力特性与破坏机理,为岩溶区嵌岩桩的合理设计与计算提供了基础。 其次,引进Hoek-Brown强度理论,通过变换推导出能考虑岩体质量的岩体抗拉强度,同时考虑竖向应力的岩体抗剪强度公式,将其应用于基桩桩端下伏溶洞的岩层顶板的安全厚度确定中,得到了岩溶区嵌岩桩桩端溶洞顶板安全厚度确定新方法。 再之,分析了岩溶区嵌岩桩的承载机理及侧阻端阻的传递规律,建立了桩侧桩周的荷载传递模型,在荷载传递理论的基础上,根据桩侧土(岩)与桩端岩层阻力的发挥程度,导得了桩顶沉降量与桩顶荷载之间的关系式,提出了按桩顶沉降控制岩溶区嵌岩桩竖向承载力计算方法。 然后,应用数值模拟方法,深入分析影响岩溶区桩基下溶洞顶板稳定性的因素,对不同洞径条件下溶洞变形力学特性及顶板安全厚度的影响因素进行探讨,获得了场地溶洞顶板位移变化规律溶、洞洞周各点主应力变化规律、溶洞上覆岩层中沿竖向各点主应力变化规律。 最后,结合实际工程,对岩溶区嵌岩桩的设计与计算进行了验证分析,结果表明了本文方法的合理性。 |
| 作者： | 周磊 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 赵明华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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