水平荷载下桩与斜坡土体相互作用机理的试验研究

论文摘要

近年来,随着工程建设事业的发展,桩基础越来越广泛地应用于各个领域。在某些情况下,桩基础不得不设置在斜坡上,比如南水北调中线工程的建设中,跨渠建筑物的桩基就多设置在两侧的渠坡上。而斜坡上桩的工作性状与平地上的桩有所不同,过去桩土相互作用的研究都主要针对桩处于平地上的情况,因此,有必要通过试验研究、数值模拟等手段,研究在水平荷载的作用下,桩与斜坡土体之间的相互作用机理。本文分析总结了国内外在相近课题的研究成果与进展,从室内模型试验和有限元方法入手,研究了在水平荷载作用下斜坡上桩的工作性状及桩前场地土的位移变化等特征,得到了如下的结论:(1)在水平荷载作用下,桩处在斜坡上时的工作性状与桩处在平地上时的工作性状有所不同,表现为在相同的沿坡面方向水平荷载作用下,桩处在斜坡上时的桩顶水平位移比桩处在平地上时的大,且承载力相对较小,即桩处在斜坡上时的抗水平变形能力要比处在平地上时的弱,桩处在斜坡上时不利于承受水平荷载;(2)桩周土的力学性质影响着桩体承受水平荷载的能力,尤其是斜坡表层桩周土体的特性对桩的水平承载力影响较大,因此改善斜坡表层土体的受力特性可以提高桩的水平承载力;(3)对于设置在斜坡上的桩,桩型(摩擦桩与端承桩)的不同,对水平承载力的大小有一定的影响,试验结果表明端承桩的水平承载力较大;(4)运用有限元软件ABAQUS对模型试验进行模拟,研究了水平荷载下桩与斜坡土体的相互作用,得到与模型试验相近的结论。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 桩基础概述
• 1.2 水平荷载下桩基础的研究现状
• 1.3 本文研究的背景
• 1.4 本文的主要工作
• 第二章 水平荷载下桩的承载机理
• 2.1 水平荷载作用下桩的工作性状
• 2.2 水平荷载下桩的破坏性状
• 2.3 水平荷载下桩的受力计算方法
• 2.4 水平荷载下桩的承载力
• 第三章 水平荷载下桩与斜坡土体相互作用的模型试验
• 3.1 概述
• 3.2 试验的目的及内容
• 3.3 试验装置
• 3.4 试验方案及操作步骤
• 3.5 试验结果整理
• 3.6 成果分析
• 3.7 本章小结
• 第四章 水平荷载下桩与斜坡土体相互作用的有限元模拟
• 4.1 分析软件介绍
• 4.2 分析模型
• 4.3 计算结果及分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与建议
• 参考文献
• 致谢