软土中的桶形基础水平循环承载力分析

论文摘要

桶形基础由于其具有结构形式简单,海上施工安装方便,可以移位重复使用和造价低等特点,在某些领域正在逐步代替传统的桩基础,有广泛的应用前景。而对软粘土中的桶形基础,目前尚未有很好的方法来评价其循环承载力。本文通过弹塑性有限元法对已有的模型试验进行了模拟,研究了软粘土地基中桶形基础在竖向静荷载和水平循环荷载作用下的水平循环承载力。首先,通过循环三轴试验,研究不固结不排水条件下饱和软粘土的循环特性。研究其在同一围压,同一循环振次下,循环强度随静应力的变化规律。建立了与试验所用土相适应的循环累积应变关系式。其次,把拟静力弹塑性有限元方法与循环强度模型相结合,对水平循环荷载作用下桶形基础的水平循环承载力进行计算。研究了500次和1000次循环破坏次数时水平循环承载力随静荷载的变化关系曲线,以及在不同的静荷载和相应的水平循环荷载作用下竖向是否破坏。然后针对已有模型试验进行模拟计算,通过计算与试验结果对比,验证了这种方法的可行性。最后,运用蠕变理论,将循环累积变形与蠕变相等效来计算模型试验中桶形基础在水平循环荷载作用下产生的循环累积变形,从计算的结果中,提取同一静荷载同一振次下不同水平循环荷载产生的变形,按照一定的破坏标准来评价桶形基础的水平循环承载力。将计算的结果与模型试验的结果进行比较。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 桶形基础的由来和结构特点
• 1.2 循环承载力的确定方法
• 1.3 软土地基桶形基础的变形研究
• 1.3.1 蠕变的一般理论
• 1.3.2 循环累积变形等效为蠕变的依据及研究现状
• 1.4 论文工作的主要内容
• 第二章 软粘土的不排水循环特性
• 2.1 试验土样与试验方法
• 2.2 软粘土的静强度及其规一化特性
• 2.3 循环应力比随循环破坏次数的变化关系
• 2.4 循环累积应变变化关系
• 2.5 循环强度与静应力、循环次数的变化关系
• 2.6 小结
• 第三章 单桶基础水平循环承载力分析
• 3.1 循环荷载作用下地基应力状态分析
• 3.2 模型试验简介
• 3.3 有限元计算中参数的选取
• 3.4 拟静力计算方法与步骤
• 3.4.1 确定循环承载力的步骤
• 3.4.2 循环平均八面体剪应力的确定方法
• 3.5 桶径160mm 试验与有限元计算结果分析
• 3.5.1 小桶水平循环承载力分析
• 3.5.2 小桶模型试验与有限元计算结果分析
• 3.6 桶径270mm 试验与有限元计算结果分析
• 3.7 小结
• 第四章 单桶基础水平循环荷载下变形分析
• 4.1 有限元计算中参数的确定
• 4.2 模型的边界条件及接触
• 4.3 有限元计算过程
• 4.3.1 计算蠕变率的子程序
• 4.3.2 采用蠕变计算水平承载力的过程
• 4.4 计算结果及分析
• 4.4.1 不加初始地应力的计算结果
• 4.4.2 加初始应力的计算结果
• 4.4.3 计算结果分析比较
• 4.5 荷载位移曲线计算
• 4.6 小结
• 第五章 本文结论
• 附录
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢