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深厚软土地层桥梁超长群桩基础沉降机理的试验研究
| 论文题名： | 深厚软土地层桥梁超长群桩基础沉降机理的试验研究 |
| 关键词： | 高速铁路;铁路桥梁;群桩基础;桥梁荷载 |
| 摘要： | 随着高速铁路和客运专线的大量兴建,对线路的平顺性和刚度的要求更加严格,为了满足其建设和安全运营的要求,就要严格控制线路的沉降量,尤其是桥涵基础,其沉降差异量将会对高速列车的运行造成严重的影响。目前,研究深厚软土地区超长群桩基础沉降的试桩资料和实测资料不多,制约了人们对其沉降特性的全面认识。本文以京沪高速铁路蕴藻浜特大桥黄渡桥段和苏州高架站桥段的施工过程现场监测为依托,采用现场试验、模型试验和有限元数值模拟相结合的方法,对深厚软土地区的桥梁超长群桩基础的沉降特性及机理进行了研究。文章首先阐述了国内外桩基沉降的研究进展及总体研究水平,并从理论上介绍了群桩沉降的工作性状,总结了国内外广泛应用的群桩沉降计算方法,同时对其假定条件、适用范围及优缺点进行了归纳和比较,便于计算时选取合适的方法。随后从现场试验、模型试验和ABAQUS有限元软件三维数值模拟几方面出发,对竖向荷载作用下超长群桩基础桩身轴力、桩侧摩阻力、基底土中附加应力和孔隙水压力的分布及P-S曲线的特性做出了详细的分析,所得结果和规律均相吻合。通过试验和有限元分析,主要得出如下结论： (1)在外荷载作用下,桩身轴力随着深度的增加而逐渐减小,而桩侧摩阻力沿桩身至上而下逐渐发挥,呈非线性分布,在桩顶以下一定范围内达到峰值,后逐渐降低并维持在一定值。 (2)承台底土体中附加应力和超孔隙水压力均随着深度的增加而逐渐衰减,在承台底一定深度内其数值衰减接近至0。 (3)上部荷载施加后群桩基础主要发生于瞬时沉降和固结沉降过程。超长群桩基础中心部位的沉降变形最大,周围土体的沉降要稍小些,桩端平面以下一定范围内软弱层土体也发生沉降。同时,具体分析了不同桩数、桩间距、桩长和桩径影响因素下的基础沉降特性。 (4)依据现场沉降观测数据,采用灰色系统理论对工后沉降进行了预测,可为高速铁路的设计和施工提供较为充分的数据参考。根据文章研究成果,提出了相关群桩基础工后沉降施工控制措施,对我国同类高速铁路桥梁桩基础的建设具有一定的参考意义。 |
| 作者： | 蔡君君 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 王星华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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