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软土地基中桥头路基填筑与桩基的相互作用分析与研究

作　者: 闫金凤
导　师: 孙宗军
学　校: 山东科技大学
专　业: 交通信息工程及控制
关键词: FLAC3D 路堤桥梁桩基病害负摩阻力三维数值模拟侧向变形防治加固
分类号: U416.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 56次
引　用: 1次
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内容摘要

我国高速公路建设和发展相当迅速,尤其是沿海地区。在沿海地区修建高速公路,软基处理和路堤填筑往往是影响整个工程质量的关键问题之一。桥头路基填筑造成下覆软土变形,一方面,对桥桩产生较大的侧向压力,导致桩身挠曲,严重时造成桥台或近台墩桩产生明显移位甚至产生裂缝,并进而影响桥梁结构物的安全,造成严重的质量事故,另一方面,桩身可能产生负摩阻力,造成桩基础的不均匀沉降,对桩基础的承载力和桥梁上部结构是不利的。本文采用三维快速拉格朗日有限差分方法,在FLAC-3D平台上,对软土地基中桥头路基填筑与桩基的相互作用进行了系统的研究。(1)首先根据国内外文献资料,回顾了桥头路基填筑与桩基的相互作用的研究现状,总结了目前包括软基中桥头路基填筑对桥桩影响的现场试验和室内模型试验的研究成果,对分析被动桩与土体的相互作用的计算分析方法进行了探讨;(2)总结了路基填土载荷作用下土体侧向位移模式,然后分析了桩侧压力产生的机理,总结了桩的几种典型破坏模式,并对所造成得桥梁桩基病害进行了阐述;(3)通过解决关键技术难题,利用FLAC-3D建立软土地基中桥头路基填筑与桩基相互作用研究的三维数值分析模型,很好的实现了桩土之间的相互作用。(4)详细分析了桥梁桩基在桥头路基填筑过程中的具体反应,包括土体侧移、土体沉降、桩体位移、桩身侧向反力、桩身弯矩以及桩身侧摩阻力的分布,接着分析了填土高度、土层参数以及桩的模量等因素下桩的位移、弯矩、反力以及桩侧摩阻力的分布情况,确定各种因素的影响程度,得出有益的结论,为工程实际借鉴;(5)在分析桥头路基对桩基的作用基础上,参考大量的设计、施工等方面资料,针对桩基病害,总结并提出了桥头路基填筑对桩基造成病害防治措施和加固途径。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
1 绪论  11-24
  1.1 问题的提出  11-12
  1.2 被动桩的研究现状  12-14
  1.3 桥头路基填筑对桥桩的影响研究现状  14-22
  1.4 本文主要工作  22-24
2 桥头路基填筑下的桩土侧向反应和桥桩病害分析  24-33
  2.1 概述  24
  2.2 流动土体位移模式及桩侧压力的产生机理  24-28
  2.3 高填土路基作用造成桥桩病害分析  28-32
  2.4 本章小结  32-33
3 三维有限差分法计算模型的建立  33-45
  3.1 三维快速拉格朗日有限差分法理论  33-36
  3.2 三维有限差分计算模型的建立  36-44
  3.3 本章小结  44-45
4 软土地基中桥头路基填筑与桩基相互作用研究  45-62
  4.1 概述  45
  4.2 桥头路基填筑与桩基相互作用研究  45-59
  4.3 本章小结  59-62
5 桥头路基填筑对桥梁桩基造成病害的防治与加固  62-65
  5.1 概述  62
  5.2 降低桩基负摩阻力的方法  62-63
  5.3 桥头路基填筑对桥台桩基造成病害的防治  63
  5.4 桥头路基填筑对桥台桩基造成病害的加固  63-65
6 主要结论及展望  65-68
  6.1 主要结论  65-67
  6.2 需要进一步做的工作  67-68
参考文献  68-71
致谢  71-72
攻读硕士期间的主要成果  72

软土地基中桥头路基填筑与桩基的相互作用分析与研究

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