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公路桥梁大直径钻孔灌注桩轴向承载力优化设计研究
| 论文题名： | 公路桥梁大直径钻孔灌注桩轴向承载力优化设计研究 |
| 关键词： | 大直径灌注桩;荷载传递;优化设计;公路桥梁;轴向承载力 |
| 摘要： | 目前公路桥梁大直径钻孔灌注摩擦桩在设计中偏于保守,使得桩基础尺寸过大,造价较高。因此,本文依托现场静载试验,对大直径钻孔灌注桩的承载特性、荷载传递规律以及有效桩长进行了系统的理论分析,在此基础上,采用MATLAB遗传算法工具箱对单桩的几何尺寸进行优化,从而得到既满足承载力要求又经济合理的最优桩基设计尺寸,并通过实例进行了验证,取得了如下研究成果: 1.依托新机场高速公路某大桥工程的建设,对四根大直径钻孔灌注桩进行了竖向静载试验,结果表明:大直径灌注桩的荷载-沉降曲线没有明显的拐点,呈缓变形,其承载特性有别于中、小直径钻孔灌注桩;砂性土中桩侧阻力呈抛物线分布,桩身轴力随单桩埋置深度递减。 2.在对现场试验实测数据分析的基础上,引入了有效桩长的概念,并利用Mindlin解同时考虑桩径的影响,对单桩有效桩长计算公式进行推导。公式结果表明:有效桩长与桩径、土体压缩模量、泊松比和桩身弹性模量有关,这为工程中桩基设计时桩长的选取提供了参考依据。 3.在对大直径钻孔灌注桩竖向荷载传递过程分析的基础上,探讨了单桩的荷载传递规律,并利用改进的荷载传递法对荷载传递微分方程进行求解,分析了大直径钻孔灌注桩单桩承载特性的影响因素,认为桩周和桩端土体性质、几何尺寸对大直径钻孔灌注桩承载特性的影响是复杂耦合的,各影响因素相互作用相互加强。 4.在最优化准则非线性规划的理论基础上,采用遗传算法,通过MATLAB M语言进行计算机编程,对大直径钻孔灌注桩进行优化设计,得到了最优化的桩径和桩长,同时经实例进行了验证,使得桩基既满足承载力要求又经济实用。 |
| 作者： | 王端端 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 王晓谋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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