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公路桥梁嵌岩群桩基础竖向荷载作用下的承载特性研究
| 论文题名： | 公路桥梁嵌岩群桩基础竖向荷载作用下的承载特性研究 |
| 关键词： | 公路桥梁工程;嵌岩群桩基础;群桩效应;承载特性;数值模拟 |
| 摘要： | 随着现代高速公路的发展和其等级的不断提高,跨越大江、大河、大峡谷的大跨径桥梁也越来越多。在有些地区的公路桥梁基础中,嵌岩桩的应用越来越广泛,尤其是大型的嵌岩群桩基础。由于中长嵌岩桩的承载力大、原位试验耗费大,且很难进行破坏性试验,因此对其的研究较少,在理论上仅有少数人对其进行了探讨,系统的研究还没有,完整的试验资料和实测资料也不多,制约了人们对其承载特性的认识。而桩的承载特性及变形性状又是工程设计和施工的关键。为此,论文结合广西地区某高速公路的地质地形特点和工程实际,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,研究分析了公路桥梁中长嵌岩群桩基础的承载特性及其工作机理。主要结论为: (1)在其他条件不变的情况下,嵌岩桩的承载力随着嵌岩深度的增加而增大,但不是一直增大,它有一个临界深度。即当桩端嵌入岩体的深度大于3D(D为桩的直径)时,若继续增加桩的嵌岩深度,嵌岩段阻力对桩基极限承载力的贡献开始显著减小。分析可知嵌岩深度不宜大于3倍桩径。 (2)在其他条件不变的情况下,中长嵌岩群桩基础的群桩效应系数随着桩距的增加而增大,一般认为桩距在大于3.5倍桩径时,桩底处土体的应力几乎不相互叠加,群桩效应系数近似等于1,此时群桩中各桩的工作性状与单桩相同,故可不考虑群桩效应。 (3)在桩的根数一定的情况下,随着桩径的增加,桩与桩之间的净距减小了,使得桩与桩侧土的接触面积变大,也使桩与桩之间的影响增强了。分析认为在桩净距小于2.5倍桩径时,桩底截面处的应力会发生重叠,群桩效应系数小于1,因此对中长嵌岩群桩基础进行承载力验算时,当桩间净距小于2.5倍桩径时,要考虑群桩效应。 (4)在其他条件不变的情况下,增加桩长可以使桩基承载力提高,但桩长越长,群桩效应系数越小,当桩长达到一定长度时,在荷载作用下表现出摩擦型桩的性状,应力叠加明显,故在计算中长嵌岩群桩基础的承载力时要考虑群桩效应。 论文成果为中长嵌岩群桩基础承载力的确定提供了理论基础,结论对嵌岩群桩在公路桥梁中的应用具有一定的指导意义和工程使用价值。 |
| 作者： | 孙晓娜 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 赵伟封 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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