多年凍土地區(qū)鉆孔灌注樁豎向承載力研究.pdf

1、我國是世界第三大凍土分布國，約22％的國土被多年凍土所占據(jù)。多年凍土地區(qū)土體凍脹融沉劇烈，凍融循環(huán)頻繁。在這樣惡劣的自然環(huán)境下，作為橋梁基礎(chǔ)的主要形式之一的鉆孔灌注樁，有的整樁凍拔，甚至被拔斷，有的不均勻下沉導(dǎo)致了上部結(jié)構(gòu)變形，影響橋梁外型的美觀和行車的通順性。因此，研究多年凍土地區(qū)鉆孔灌注樁的豎向承載力有著很重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文介紹了國內(nèi)外對于凍土學(xué)、單樁的荷載傳遞機(jī)理以及樁土接觸面單元的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。系統(tǒng)地介紹了多年凍土的工程

2、特性、單樁荷載傳遞的理論分析方法，總結(jié)了目前單樁豎向承載力的計(jì)算方法。本文借鑒樁土相互作用的基本理論，考慮多年凍土特殊的物理力學(xué)性質(zhì)，采用目前流行的大型有限元分析軟件ANSYS，建立了多年凍土地區(qū)樁基凍土相互作用的模型。在此基礎(chǔ)之上，本文主要進(jìn)行了以下三方面的工作：第一，根據(jù)有限元模型的計(jì)算結(jié)果，分析多年凍土地區(qū)單樁和周圍土體中的應(yīng)力、應(yīng)變分布以及單樁的荷載位移曲線。并且通過昆侖山多年凍土樁基試驗(yàn)場的實(shí)驗(yàn)樁的數(shù)據(jù)與有限元模型的計(jì)算結(jié)果進(jìn)

3、行對比分析，驗(yàn)證有限元分析的準(zhǔn)確性。第二，由于目前的各種參考文獻(xiàn)中，對于有限元模型中的各種參數(shù)的取值進(jìn)行具體地闡述的不多。因此本文全面分析了對計(jì)算結(jié)果影響較大的接觸單元實(shí)常數(shù)，以及模擬土體的D-P材料中的粘聚力、內(nèi)摩擦角、膨脹角、樁土接觸面的摩擦系數(shù)對單樁的荷載位移曲線的影響。通過這部分的詳細(xì)分析可以為今后的有限元模型中參數(shù)的選取提供有價(jià)值的參考。第三，樁的荷載—沉降關(guān)系曲線(P-S曲線)是樁受力特征的宏觀表現(xiàn)，因此研究樁的P-S曲線特