多年凍土地區(qū)單樁應(yīng)力狀態(tài)分析.pdf

1、多年凍土約占世界陸地面積的1/4，我國凍土的分布也很廣泛，達215萬平方公里。因此，我們不可避免地要在多年凍土區(qū)修建工程，而道路、橋梁、水利工程、市政工程等的修建，都面臨在凍土上建筑基礎(chǔ)的問題。同時多年凍土區(qū)現(xiàn)有建筑物已不同程度受到凍害影響，橋梁的單樁基礎(chǔ)在多年凍土區(qū)有的整樁凍拔，有的甚至被拔斷，有的發(fā)生不均勻下沉，導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)變形，影響橋梁外形的美觀和行車的通暢，其嚴重的病害問題亟待我們解決。因此，研究分析多年凍土地區(qū)單樁應(yīng)力狀態(tài)有著

2、很重要的現(xiàn)實意義。本文從凍土和樁的性質(zhì)入手，歸納了凍土的典型本構(gòu)關(guān)系，對凍土的工程性質(zhì)、樁的荷載傳遞機理和破壞模式進行了介紹。隨后對樁土相互作用機理及樁土的應(yīng)力分布進行了詳細論述。本文在有限元理論、接觸理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合混凝土的Willam-Warnke破壞準則和土體的Drucker-Prager屈服準則，應(yīng)用目前普遍使用的大型有限元軟件ANSYS進行分析，用Solid65單元模擬鋼筋混凝土，用D-P材料模擬凍土，完成了對試驗樁的數(shù)值模

3、擬，并且通過昆侖山多年凍土樁基試驗場的實驗樁的數(shù)據(jù)與有限元模型的計算結(jié)果進行對比分析，驗證了用有限元ANSYS軟件對樁土模型進行應(yīng)力分析的可靠性。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)有限元模型的計算結(jié)果，通過對樁和凍土體的應(yīng)力云圖及相關(guān)的圖表分析實現(xiàn)了多年凍土地區(qū)單樁的應(yīng)力狀態(tài)分析。同時，改變模型中接觸單元的實常數(shù)，對樁體的應(yīng)力變化進行分析，為以后ANSYS樁土模型中參數(shù)的取值提供了一定的指導(dǎo)。本文還分析了樁體的彈性模量、樁徑，以及樁周圍土層的分布情況對樁