被動樁極限阻力和極限位移的有限元分析與模型試驗研究.pdf

1、本文在總結(jié)和闡述現(xiàn)有被動樁土壓力理論、試驗成果和計算方法的基礎(chǔ)上,采用有限元方法和室內(nèi)土槽模型試驗對被動樁的極限阻力和極限位移展開了初步的研究.首先,總結(jié)了被動樁的研究現(xiàn)狀及常見的工程問題,介紹了被動樁現(xiàn)有的各種土壓力理論、試驗成果和計算方法,總結(jié)了被動樁極限阻力的幾種計算公式.論證了進行本文工作的必要性.其次,應(yīng)用平面應(yīng)變有限元程序結(jié)合土體的理想彈塑性模型分析被動樁極限阻力的影響因素.通過有限元分析發(fā)現(xiàn),除了目前大家所熟悉的樁徑D和土

2、體的粘聚力c、內(nèi)摩擦角ψ對樁的極限阻力有影響外,土體的彈性模量E和泊松比v對極限阻力也有影響,尤其是泊松比v的影響在極限阻力計算時宜給予考慮.并根據(jù)有限元的計算結(jié)果,提出了可以考慮土體的泊松比v及粘聚力c、內(nèi)摩擦角ψ、樁徑D等因素的極限阻力計算公式F<,u>(z)=f(D,σ<,h>,c,ψ,v).然后將本文提出的樁極限阻力計算公式和以往的計算公式進行了比較,驗證本文公式的合理性.并討論了"圓型截面樁"與"矩形截面樁"極限阻力計算公式的

3、近似轉(zhuǎn)換.鑒于傳統(tǒng)的土槽模型試驗難以真實地反映實際應(yīng)力水平下原型樁的性狀,本文提出一種新的方法,對以往的土槽模型試驗設(shè)備進行了改進,制做了一套新的設(shè)備.本文所建議的模型試驗方法克服了以往土槽模型試驗的缺點.然后通過土槽模型試驗研究了被動樁的極限阻力,對本文所提出的樁極限阻力計算公式進行了驗證.給出了被動樁極限位移X<,u>的定義,并通過分析得出,研究被動樁的極限位移X<,u>,對被動樁使用中的安全檢測及被動樁的設(shè)計,都具有一定的參考意義