交通荷載作用下近橋臺(tái)處樁土體系有限元分析研究.pdf

1、交通荷載是由車輛運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的,其特性遠(yuǎn)遠(yuǎn)不同于靜荷載和地震荷載,它是一種長時(shí)間往復(fù)施加給土體的循環(huán)荷載;在公路橋梁投入運(yùn)營之后,由于交通荷載的往復(fù)作用,使路橋過渡段即橋臺(tái)及回填區(qū)域的差異沉降的不斷發(fā)展,這種運(yùn)動(dòng)的土體往往會(huì)導(dǎo)致鄰近的樁體發(fā)生較大的位移和沉降,導(dǎo)致樁基承載能力的下降,影響車輛的行駛及車輛運(yùn)行的安全性。有鑒于此,本文主要借助有限元分析軟件ADINA,對(duì)交通荷載作用下的土體性狀和對(duì)鄰近橋臺(tái)處樁基的影響進(jìn)行分析,主要內(nèi)容有:1.對(duì)

2、模擬交通荷載時(shí)通常采用的半波正弦荷載、矩形波荷載、傅里葉級(jí)數(shù)形式、隨機(jī)型荷載及多自由度荷載模型五種數(shù)學(xué)模型形式做以介紹,針對(duì)交通荷載的特點(diǎn),確定本文中交通荷載以正弦函數(shù)形式加載。進(jìn)一步研究了交通荷載長期作用下,對(duì)樁側(cè)摩阻力和樁基承載能力的影響。2.基于樁周土體為非線性彈性材料的前提,建立了樁土相互作用系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,介紹了模型的基本假設(shè)條件、邊界條件、樁與樁周土的連接條件,給出了樁土相互作用系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)微分方程,最后給出橋臺(tái)處樁基的基本微

3、分方程。3.主要研究了在交通荷載作用下近橋臺(tái)處土體的受力性狀,從路橋過渡段的差異沉降著手,對(duì)變化橋頭搭板長度、厚度及交通荷載施加形式,得到不同參數(shù)情況下土體的變形及應(yīng)力應(yīng)變,并對(duì)其變化規(guī)律作以總結(jié)。4.從豎向荷載作用下單樁傳遞作用機(jī)理和樁基負(fù)摩阻力荷載傳遞情況著手,采用有限元分析的方法得到當(dāng)交通荷載作用于樁周土體時(shí),單樁樁土體系樁土作用規(guī)律。5.以高林臺(tái)中橋的工程地質(zhì)情況為背景,對(duì)交通荷載作用于路基填土上時(shí),群樁樁土體系受力性狀作以研究