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深厚软土区段高速铁路桥梁桩基承载机理及沉降特性分析

作　者: 陈银象
导　师: 魏丽敏
学　校: 中南大学
专　业: 土木工程
关键词: 深厚软土 单桩 静载试验 群桩 承载机理 变形特性
分类号: U443.15
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 66次
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内容摘要


本文依托铁道部科技研究开发计划重点项目,以杭甬铁路客运专线桥梁桩基为工程背景,采用理论分析、现场试验、数值模拟相结合的方法,对深厚软土区段桥梁桩基承载机理和沉降特性开展研究,主要工作和结论如下：(1)通过桥梁基桩现场静载试验,研究了深厚软土地基受压桩桩土体系的荷载传递机理,主要分析了基桩轴力、侧摩阻力、桩顶沉降等的变化规律。试验结果表明：试验桩仍有继续承载的潜力；桩身上部土层的侧摩阻力率先得到发挥,随着桩顶荷载的增加,中下部土层的侧摩阻力得以发挥。(2)对试验桩桩身及桩间土压缩特性进行了长期监测,结果表明：在承台、墩身及上部结构施工过程中,试桩与桩间土的压缩量随上部荷载的增大而增加,并随施工进程的完成逐渐趋于平缓。(3)分析对比了多种单桩沉降计算方法的基本原理、计算方法和适用性等,采用不同方法计算了试验桩在不同荷载下的沉降,并与实测值进行了相比,结果表明,《铁路桥规》推荐的规范简化法计算结果与实测值最为接近。(4)分别从计算方法、基本假定、确定压缩底层深度等方面对现行《建筑桩规》、《建筑地规》、《铁路桥规》中的群桩沉降计算方法进行了对比分析,并计算了宁波特大桥666#墩沉降。结果表明：尽管不同方法计算的群桩沉降量十分接近,但所确定的压缩层厚度差别较大。(5)利用ADINA有限元分析软件对单桩静载试验进行数值模拟。结果表明桩顶沉降计算值与实测值存在差异,但随着荷载的增大,相对误差逐渐减小。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-5
目录  5-8
第一章 绪论  8-18
  1.1 研究目的和意义  8-18
    1.1.1 单桩承载机理分析  8-12
    1.1.2 桥梁桩基承载力分析  12-15
    1.1.3 桥梁桩基沉降分析  15-16
    1.1.4 技术路线  16-17
    1.1.5 主要工作  17-18
第二章 桥梁桩基承载机理现场试验  18-35
  2.1 概述  18
  2.2 现场试验方案  18-27
    2.2.1 试验工程概况  18-19
    2.2.2 桩身应变(应力)测试  19-22
    2.2.3 桩身压缩变形量测  22
    2.2.4 桩间土压缩变形测试  22-23
    2.2.5 单桩静载试验方法的对比分析  23
    2.2.6 基桩静载试验  23-27
  2.3 单桩静载试验成果分析  27-30
    2.3.1 荷载~沉降特性分析  27
    2.3.2 沉降量S~时间对数LGT关系分析  27-28
    2.3.3 轴力沿竖向分布特性  28-29
    2.3.4 桩侧摩阻力沿竖向分布特性  29
    2.3.5 桩顶沉降量与桩身压缩量对比分析  29-30
  2.4 不同施工阶段桩身压缩和桩间土压缩量分析  30-34
    2.4.1 不同施工阶段基桩压缩特性分析  31-32
    2.4.2 不同施工阶段桩间土压缩量分析  32-34
  2.5 本章小结  34-35
第三章 单桩沉降理论计算与实测值对比分析  35-58
  3.1 概述  35
  3.2 单桩沉降计算方法  35-50
    3.2.1 弹性理论法  35-44
    3.2.2 荷载传递法  44-45
    3.2.3 剪切位移法  45-47
    3.2.4 规范简化法  47-48
    3.2.5 分层总和法  48-50
    3.2.6 数值计算方法  50
  3.3 不同方法计算单桩沉降  50-55
    3.3.1 弹性理论法计算过程  50-52
    3.3.2 剪切位移法计算过程  52-53
    3.3.3 规范简化法计算过程  53-54
    3.3.4 分层总和法计算过程  54-55
  3.4 单桩沉降计算值与实测值的对比分析  55-56
  3.5 本章小结  56-58
第四章 桥梁桩基沉降理论计算与实测沉降对比分析  58-83
  4.1 桥梁桩基群桩沉降计算方法对比  58-71
    4.1.1 《建筑桩规》法  58-62
    4.1.2 《建筑地规》法  62-67
    4.1.3 《铁路桥规》法  67-69
    4.1.4 几种规范方法的比较  69-71
  4.2 不同规范计算群桩沉降  71-81
    4.2.1 宁波特大桥666#墩设计概况  71-72
    4.2.2 工程、水文地质条件  72-73
    4.2.3 《建筑桩规》计算过程及结果  73-76
    4.2.4 《建筑地规》计算过程及结果  76-79
    4.2.5 《铁路桥规》计算过程及结果  79-81
  4.3 不同方法计算群桩沉降的对比分析  81-82
  4.4 本章小结  82-83
第五章 桥梁桩基承载特性数值模拟  83-88
  5.1 概述  83
  5.2 建立单桩数值分析模型  83-84
    5.2.1 计算模型  83-84
    5.2.2 本构模型和计算参数  84
    5.2.3 计算工况  84
  5.3 单桩荷载、沉降关系与实测结果的对比分析  84-87
    5.3.1 数值模拟和实测结果的对比  84-86
    5.3.2 数值模拟、理论计算和实测结果的对比  86-87
  5.4 本章小结  87-88
第六章 结论与展望  88-91
  6.1 本文研究工作总结  88-90
  6.2 对今后研究工作的展望  90-91
参考文献  91-98
致谢  98-99
攻读硕士学位期间承担的科研项目  99

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 桥梁构造 > 桥基 > 桩基
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