区域地面沉降对桥梁桩基的影响研究

论文摘要

近年来,高速铁路在我国得到了快速发展,但一些高速铁路所经过的区域,地面沉降现象比较严重,为此,深入研究区域沉降对桥梁桩基工作特性的影响及其与桩基沉降间的相关关系,尤为必要。本文首先从了解影响区域地面沉降的因素出发,利用人工神经网络技术以及三维地下水数值模拟软件Visual Modflow进行区域沉降预测分析,同时,利用Plaxis软件分析得出在一定范围内,抽水引起的地下水位变化对桥梁桩基工作特性的影响,以及影响桥梁桩基工作特性的因素分析,接着通过数据分析得出地面沉降与桩基沉降的相关关系,最后提出控制桥梁桩基沉降的相应工程技术措施。通过本文研究,主要取得以下成果：(1)引起区域性地面沉降的主要原因是由于过量抽取地下水引起的；(2)根据现有的实测沉降数据,采用人工神经网络技术对10年内的地面沉降进行了分析预测；(3)运用Visual Modflow软件,基于地面沉降实测值和预测值,对于抽水引起的地下水位变化进行了研究,并使用经验公式计算出了降水引起的地面沉降；(4)利用Plaxis二维有限元分析软件,进行抽水影响下的不同水位降深时,桩基的工作特性分析,发现随着水位降深的不断增大,桩基承载力不断减小；(5)在区域地面沉降的情况下,持力层土的模量及内摩擦角的变化对于桩基周围地面的沉降影响较为显著,而桩长的增加虽对桩基周围地面的沉降影响并不大,却对桩基沉降有一定的控制作用,而桩径的变化对桩基沉降的影响并不大；(6)提出了桩基沉降随地面沉降的变化关系式；(7)提出了一些控制桥梁桩基沉降的相应措施。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 区域地面沉降研究现状
• 1.2.1 国外发展动态
• 1.2.2 国内发展动态
• 1.3 区域地面沉降对工程结构影响的研究现状
• 1.4 本文研究内容及技术路线
• 第2章 区域地面沉降影响因素及沉降趋势预测
• 2.1 地面沉降概述
• 2.2 区域沉降影响因素分析
• 2.2.1 过量抽取地下水,引起土体固结沉降
• 2.2.2 土体次固结和蠕变效应
• 2.2.3 地质构造作用
• 2.2.4 地热开发
• 2.2.5 城市化建设
• 2.3 基于人工神经网络技术的地面沉降预测分析
• 2.3.1 人工神经网络数值方法简介
• 2.3.2 基于现场实测数据的沉降预测分析
• 2.4 基于MODFLOW软件的地面沉降预测分析
• 2.4.1 数值分析模型的建立
• 2.4.2 地面沉降的预测
• 2.5 本章小结
• 第3章 区域地面沉降与桥梁桩基沉降相关关系研究
• 3.1 地质条件概述
• 3.2 区域沉降影响下桥梁桩基的工作特性
• 3.2.1 模型的建立
• 3.2.2 地下水位变化对桩基工作特性的影响
• 3.2.3 桥梁桩基工作特性的影响因素分析
• 3.3 桥梁桩基沉降特性与地面沉降相关关系研究
• 3.4 本章小结
• 第4章 控制桥梁桩基沉降的工程技术措施
• 4.1 现行的控制桥梁桩基沉降的措施
• 4.1.1 严格控制地下水的开采
• 4.1.2 合理选址,优化桥梁结构布局
• 4.1.3 工程适应性措施
• 4.1.4 加强地面沉降的监测
• 4.2 本文优选的控制桥梁桩基沉降的措施
• 4.2.1 管理措施
• 4.2.2 压缩工程沿线地下水开采量
• 4.2.3 建立工程沿线地面沉降灾害监测网
• 4.2.4 工程干预地面沉降措施
• 4.2.5 强化施工管理,避免工程建设加剧地面沉降
• 4.2.6 加强政府宏观管理,增强全民防灾减灾意识
• 4.2.7 提高桩体承载力
• 4.2.8 研制新型桥梁支座
• 4.2.9 在桩侧和桩端采用后注浆措施
• 4.2.10 桩基工程施工完毕之后在桩侧加若干道钢套筒
• 结论与建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读硕士学位期间参与的科研项目