学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

侧向荷载下大型群桩性状简化数值模拟分析

作　者: 杨鹏
导　师: 彭振斌
学　校: 中南大学
专　业: 地质工程
关键词: 大型桩群群桩效应周期性边界两桩线性排列模型侧向受荷抗力修正因子
分类号: TU473.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 8次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

本文对侧向荷载作用下大型桩群性状进行了基于有限差分法的三维数值研究,此所谓的大型桩群是指包含大量紧密排列的竖直桩体的桩丛,具体为地面位置承受水平荷载作用的大型桩群,其中假设承台为刚性以保证承台下的所有桩头产生相同的水平位移。采用p-y曲线作为主要评估指标对局部桩土相互作用进行分析,并引入抗力修正因子以考虑相关的群桩效应。接下来广泛的讨论了以往侧向荷载下桩土相互作用以及土体性质相关的研究成果,并对三维数值方法的原理及其应用于水平作用力下的单桩和桩群响应模拟进行了详细地评估。本文对大型桩群采用两种简化模型进行合理化分析：两桩线性排列模型和周期性边界单桩模型,以分别表示大型桩群中相邻的前后桩的相互影响和内排桩的侧向反应性状。此外,数值分析中综合考虑了以下影响因子：(1)土层类型；(2)桩型；(3)土体初始应力状态；(4)桩头约束情况；(5)桩间距。将同等条件下的孤桩模型数值分析作为这两种模型的参照与对比。大型桩群研究表明初始应力状态、桩的类型和桩头约束情况会对群桩效应产生一定程度的影响,但相对于土体性状和桩周土位移来说,这种影响相对较弱。桩群中内排桩的抗力显著降低主要归因于边界条件的限制效应使得土体模型的刚度和强度特征发生较大变化。数值分析确定的大型桩群抗力修正因子值远低于之前相关文献关于小型桩群的推荐值,这表明在对大型桩群的横向受力设计时应考虑其较软的侧向刚性。本文为大型桩群侧向受力机制提出了一些思路,但仍存在如成桩效应,桩头和土层条件等对侧向桩群力学特性的影响尚未明了,这使得评估侧向桩群刚性变得尤为复杂,更具挑战。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-12
  1.1 问题的提出及其意义  9
  1.2 水平作用下桩土响应研究现状  9-10
  1.3 存在的问题  10
  1.4 本次研究思路和内容  10-12
2 侧向荷载下单桩性状研究方法  12-26
  2.1 弹性地基反力法  12-14
    2.1.1 方法简介  12-13
    2.1.2 讨论  13-14
  2.2 Broms设计法  14-16
    2.2.1 方法简介  14-15
    2.2.2 讨论  15-16
  2.3 连续介质法  16-20
    2.3.1 边界元单桩模型  16-18
    2.3.2 有限元单桩模型  18-20
  2.4 离散荷载传递法  20-25
    2.4.1 非传统的p-y曲线法  20-22
    2.4.2 楔形应变法  22-25
  2.5 本章小结  25-26
3 侧向荷载下群桩性状研究方法  26-37
  3.1 基于弹性的相互作用法  26-27
    3.1.1 方法原理  26-27
    3.1.2 讨论  27
  3.2 基于观测的相互作用法  27-29
    3.2.1 基本原理及发展  27-29
    3.2.2 讨论  29
  3.3 三维有限元群桩模型  29-35
    3.3.1 三维群桩模型研究现状  29-33
    3.3.2 p-y性状讨论  33-35
  3.4 设计方法  35-36
  3.5 本章小结  36-37
4 FLAC3D的适用性验证与率定  37-55
  4.1 概述  37
  4.2 线弹性分析  37-42
    4.2.1 桩体网格划分  37-39
    4.2.2 桩-土体系的离散  39-42
    4.2.3 界面性状  42
  4.3 弹塑性分析  42-53
    4.3.1 单桩性状  42-50
    4.3.2 两桩线性排列的群桩性状分析  50-53
  4.4 本章小结  53-55
5 大型桩群FLAC~(3D)数值模拟研究  55-72
  5.1 引言  55
  5.2 研究方法  55-58
    5.2.1 总体方法  55-57
    5.2.2 水平加载  57
    5.2.3 分析程序  57-58
  5.3 研究分析结果  58-70
    5.3.1 基本土体模型分析  58-70
    5.3.2 复杂土体模型讨论  70
  5.4 本章小结  70-72
6 结论以及展望  72-74
  6.1 结论  72-73
  6.2 展望  73-74
参考文献  74-79
攻读学位期间主要的研究成果  79-80
致谢  80

侧向荷载下大型群桩性状简化数值模拟分析

内容摘要

全文目录

相似论文