岩石地基上扩展基础受力性能研究

论文摘要

近年来的工程建设中,大荷载作用下岩石地基上扩展基础的应用越来越多。现行规范中关于扩展基础的设计方法主要是在土质地基的理论之上形成的。由于岩石地基具有承载力高、刚度大、变形小等显著特点,按规范法计算设计岩石地基上扩展基础的抗弯承载力和抗剪承载力在理论上和实践中均有一定不足。本文采用现场试验、数值计算和理论分析等方法,对岩石地基上扩展基础的基底反力分布、基础破坏形式和抗弯承载力、抗剪承载力进行了一定深度的研究。主要工作和成果如下:①根据现场试验数据和试验现象,总结现场测定的岩石地基上扩展基础的应力分布及应变情况,形成表格或曲线图,总结其中规律。检验基础的破坏模式,测定基础的极限承载力值。②通过运用数值分析方法即采用国内外通用大型有限元软件ANSYS模拟各种荷载作用下不同尺寸的扩展基础,得出其基底反力大小及分布形式,并将数值分析得到的结果与现场试验得到的结果进行对比分析,总结得出有价值的结论。③在总结试验数据结论和数值分析结论的基础上,对岩石地基上扩展基础的受力性能进行理论分析,参考现行规范和已有的相关研究成果提出新的岩石地基上扩展基础的抗弯承载力和抗剪承载力计算公式。本文得到的岩石地基上扩展基础的研究成果,无论是在学术研究还是在工程应用中都具有参考价值。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 课题选题背景及其意义
• 1.2 岩石地基上扩展基础受力特性
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 国内研究现状
• 1.3.2 国外研究现状
• 1.4 本文研究内容和方法
• 2 岩石地基上扩展基础载荷试验
• 2.1 试验方案介绍
• 2.1.1 试验设计思路
• 2.1.2 试验场地岩土工程概况
• 2.1.3 试件说明
• 2.1.4 试验装置说明
• 2.1.5 试验要点及试验步骤
• 2.2 试验现象描述
• 2.2.1 G1 系列试件
• 2.2.2 G2 系列试件
• 2.2.3 D1 系列试件
• 2.2.4 K1 系列试件
• 2.2.5 K2 系列试件
• 2.2.6 K3 系列试件
• 2.3 试验现象总结
• 2.4 本章小结
• 3 载荷试验结果处理与总结分析
• 3.1 试件基底反力图表
• 3.1.1 G1 系列试件基底反力图表
• 3.1.2 G2 系列试件基底反力图表
• 3.1.3 K1 系列试件基底反力图表
• 3.1.4 K2 系列试件基底反力图表
• 3.1.5 K3 系列试件基底反力图表
• 3.1.6 D1 系列试件基底反力图表
• 3.2 试件基底反力对比图及总结分析
• 3.2.1 试件基底反力对比图
• 3.2.2 试件基底反力总结分析
• 3.3 试件表面应变分布图及总结分析
• 3.3.1 试件表面应变分布图
• 3.3.2 试件表面应变总结分析
• 3.4 试件的特征荷载及裂缝发展规律分析
• 3.4.1 试件的特征荷载
• 3.4.2 试件的裂缝发展规律分析
• 3.5 本章小结
• 4 岩石地基上扩展基础有限元数值分析
• 4.1 基本思路
• 4.2 岩体及钢筋混凝土的参数设置
• 4.2.1 岩体的参数设置
• 4.2.2 钢筋的参数设置
• 4.2.3 混凝土的参数设置
• 4.3 数值分析模型
• 4.3.1 几何模型及单元类型
• 4.3.2 模型的约束和加载
• 4.4 有限元分析结果
• 4.4.1 各模拟试件基底反力分布曲线
• 4.4.2 模拟试件基底反力总结分析
• 4.4.3 模拟试件混凝土塑性发展特性总结分析
• 4.5 有限元分析结果与试验结果对比分析
• 4.5.1 G1 型试件的基底反力对比图表
• 4.5.2 K1 型试件的基底反力对比图表
• 4.5.3 D1 型试件的基底反力对比图表
• 4.5.4 基底反力对比分析结论
• 4.6 本章小结
• 5 岩石地基上扩展基础受力性能理论分析
• 5.1 岩石地基上扩展基础基底反力分布
• 5.1.1 土质地基上扩展基础基底反力分布
• 5.1.2 岩石地基上扩展基础基底反力分布
• 5.1.3 圆形基础基底反力分布
• 5.1.4 矩形扩展基础基底反力计算
• 5.2 岩石地基上扩展基础破坏模式
• 5.3 岩石地基上扩展基础抗弯承载力计算公式
• 5.3.1 规范中的计算公式
• 5.3.2 半理论半经验计算公式
• 5.4 岩石地基上扩展基础抗剪承载力计算公式
• 5.4.1 规范中的计算公式
• 5.4.2 其它相关计算公式
• 5.4.3 半理论半经验计算公式
• 5.5 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 本文主要研究工作和结论
• 6.2 后续问题的建议和展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录