多年凍土區(qū)豎向荷載作用單樁變形和承載力研究.pdf

1、目前,在多年凍土地區(qū)進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的規(guī)模與復(fù)雜程度日益加大,樁基礎(chǔ)以其具有較高承載力及對(duì)周圍凍土較小的熱擾動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)在工程中的應(yīng)用屢見不鮮。
　　盡管人們?cè)诜莾鐾羺^(qū)對(duì)樁基有很深厚的實(shí)踐積累,但是在多年凍土區(qū)由于樁基周圍凍土性質(zhì)的復(fù)雜性及設(shè)計(jì)理論的不完善,不可避免的提出了許多新的科學(xué)問題。本課題以塔河-漠河輸電線路新建工程為背景,對(duì)樁基在多年凍土中的承載性能、靜載荷試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、破壞模式進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
　　首先,研究樁基承載性能

2、的最可靠方法是靜載荷試驗(yàn)法,為此進(jìn)行了現(xiàn)場灌注樁原位靜載荷試驗(yàn)。在對(duì)試樁進(jìn)行靜載荷試驗(yàn)的同時(shí)對(duì)樁周凍土的溫度與樁基施工前場地凍土的溫度進(jìn)行對(duì)比,從而判斷樁周凍土是否回凍。兩個(gè)批次(樁周凍土回凍前和樁周凍土回凍后)的原型試驗(yàn)得到的樁頂荷載位移曲線均為緩變型、樁頂沉降與時(shí)間對(duì)數(shù)關(guān)系曲線也沒有發(fā)現(xiàn)陡降段。其中5＃試樁樁頂荷載為2000kN時(shí),樁頂沉降僅為2.3mm。
　　其次,采用英國進(jìn)口的核磁共振分析儀對(duì)取自漠河地區(qū)原狀凍土(共4層)

3、的未凍水含量進(jìn)行室內(nèi)實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)時(shí)通過采用氮?dú)饧訅耗M每層原狀凍土受到的自重壓力,得到了每層原狀凍土在自重壓力下溫度與未凍水含量的關(guān)系。然后建立了凍土彈性模量與未凍水含量的關(guān)系。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果為后續(xù)數(shù)值計(jì)算提供基礎(chǔ)參數(shù)。
　　第三,采用ABAQUS軟件對(duì)現(xiàn)場灌注樁原型試驗(yàn)中的5＃試樁進(jìn)行了三維有限元數(shù)值計(jì)算模擬,并將數(shù)值計(jì)算結(jié)果與原型試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比分析。然后通過改變樁長、樁徑、樁體模量、樁體泊松比、樁端持力層內(nèi)摩擦角、樁端持力層粘聚

4、力、樁端持力層未凍水含量等參數(shù)獲得各種工況下(共計(jì)29種工況)樁的荷載位移曲線,提出了影響多年凍土區(qū)樁基承載性能的主要因素。
　　最后,由于錨樁鋼筋被拉斷,靜載試驗(yàn)沒有達(dá)到破壞狀態(tài),對(duì)5＃試樁繼續(xù)加載直至達(dá)到破壞,結(jié)果證明按照現(xiàn)行規(guī)范中靜載荷試驗(yàn)沉降變形為40mm確定樁基極限承載力的方法存在問題。根據(jù)單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)值與數(shù)值計(jì)算相結(jié)合提出多年凍土區(qū)樁基靜載荷試驗(yàn)確定極限承載力的沉降變形值應(yīng)與凍土溫度相匹配,并肯定小于40mm。接著