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高填方路基下人工挖孔桩成桩工艺比较研究
| 论文题名： | 高填方路基下人工挖孔桩成桩工艺比较研究 |
| 关键词： | 高填方路基;人工挖孔桩;成桩工艺;数值模拟;有限元分析 |
| 摘要： | 人工挖孔桩是一种常见的桩基础形式，采用人工挖掘的方式进行成孔，然后安放钢筋笼并浇筑混凝土桩身。由于造价低，施工方便，在工程中得到广泛应用。本文在国内外现有研究成果基础上，以贵龙大道白晶二路桥桩基础为工程背景，运用有限元分析软件ABAQUS，对高填方路基下人工挖孔桩的施工过程分为一次成桩和两次成桩工艺进行比较研究，主要工作和结论如下: (1)根据岩土工程报告与设计施工图纸，选取受力最为不利桩位处，对人工挖孔桩的两种成桩工艺进行模拟，得出:一次成桩的最大位移比两次成桩要大15％左右，两次成桩时，两段护壁在原地面处的位移差值为3mm左右，可以实现合理接桩;一次成桩时，下段护壁几乎不承受弯矩，且上段护壁所受弯矩大于两次成桩，两次成桩时，上下段护壁均承受一定弯矩;一次成桩时护壁自上而下几乎完全受拉，而两次成桩时则上段受拉，下段受压，设计中应当在受拉段适当增加钢筋量;开挖过程将造成土体的应力松弛，发生土拱效应，使护壁侧土压力不服从经典土压力理论，呈现“波动式”增长。 (2)不同桩位与护壁厚度的数值模拟结果表明:随着桩位与土坡边缘距离变大，护壁弯矩、位移减小，轴力增大，侧土压力“波动”幅度变小，黏土层段土压力表现为增大;随着护壁厚度增加，护壁弯矩、轴力增大，侧土压力几乎不变，采用一次成桩时，护壁位移不变，采用两次成桩时，上段护壁位移不变，下段护壁位移减小。 (3)分析护壁-桩摩擦系数、护壁-土摩擦系数的取值对模拟结果的影响，得出:护壁与桩之间的摩擦系数改变对两次成桩工艺下施工过程分析影响不大;当护壁与土体之间的摩擦系数增大时，两种工艺下护壁弯矩、位移、土压力均可视作不发生变化，而轴力呈增大趋势。 (4)讨论不考虑分节开挖的有限元模拟方案，得出:不考虑分节开挖过程时，缺少多次形成“土拱效应”的机制，护壁-土之间传力有限，所以护壁最终的弯矩、轴力、位移均很小，侧土压力分布则跟经典土压力理论比较接近。 |
| 作者： | 嵇蛟龙 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 童小东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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