文档介绍：东北林业大学
硕士学位论文
多年冻土地区钻孔灌注桩竖向承载力研究
姓名:王欣南
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:贾艳敏
20050301
摘要确性。第一山了前的各种参考文献,对于有限元模型中的各种参数的驶值进行具承载力有着很重要的现实意义。本文介绍了国内外对于冻土学、单桩的荷载传递机理以载位移曲线的影响。通过这部分的详细分析可以为今后的有限元模型中参数的选取提供青价俏『撞慰肌5谝籰,桩的荷载一沉降关系线—是桩受力特征的宏观表桩径、的氏径比、桩体的弹性模量、泊松比、以及桩端土体的弹性模量变化时,对桩我国是世界第三大冻土分靠国,约%的国土被多年冻土所占据。多年冻土地区土体冻胀融沉剧烈,冻融循环频繁。在这样恶劣的自然环境下,作为桥梁基础的主囊形式之一的钻孔灌注桩,有的整桩冻拔,甚至被拔断,有的不均匀下沉导致了上部结构变彤,影响桥梁外型的美观和行车的通顺性。因此,研究多年冻土地区钻孔灌注桩的竖向及桩土接触面单元的研究现状和发展趋势。系统地介绍了多年冻土的工程特性、单桩荷我传递的理论分析方法,总结了目前单桩竖向承载力的计算方法。本文借鉴桩土相互作川的基本脞论,考虑多年冻土特殊的物理力学性质,采用目前流行的大型有限元分析软件,建立了多年冻土地区桩基冻土相互作用的模型。在此基础之上,本文主要进行了以下三方面的工作:第一,根据有限元模型的计算结果,分析多年冻土地区单桩和周围土体中的应力、应变分布以及单桩的荷载位移曲线。并且通过昆仑山多年冻土桩基试验场的实验桩的数据与有限元模型的计算结果进行对比分析,验证有限元分析的准体地闸述的不多。闻此钲湃玪酊分析了对汁算结果影响较大的接触单元实常数,以及模拟土体的甈材料中的粘聚力、内摩擦角、膨胀角、桩土接触面的摩擦系数对单桩的荷孔腜曲线特征是揭示桩受力机理的重要途径之一,本文考察了桩长、的猄曲线的影巍Mü獠糠值姆治鼋ǘ远嗄甓惩恋厍〉纳柚兄匾5牟慰技值。关键词多年冻土:桩土相互作用;竖向承载力:单桩荷载传递;本构关系现,
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髀引言地球上多年冻土面积约占陆地面积的%,其主要分布于欧洲及贬洲的北部、北美洲、北极洋大陆架,以及中纬度地区的高山、高原等地区。我国是世界第三大冻土分布,即约%的国土面积被多年冻土所占据。我国多年冻土分为高纬度多年冻土和高海拔多年冻土。高纬度多年冻土主要集中分布在大小兴安岭,面积为~万平方公里。高海拔多年冻土分布在青黻高原、阿尔泰山、天山、祁连山、横断山、喜马拉雅山,以及东部某些山地。如长白山、黄岗粱山、五台山、太白山等。其巾青藏高原的多年冻土分布面积达嘉夜嗄甓惩磷苊婊%,为臀扯鹊卮0巫罡摺⒚婊钊说亩嗄甓惩燎8吆0味嗄甓惩恋男纬捎氪青减公路格尔木至拉萨段长渲穿越尘念环境恶劣,地质条件复杂的高原多年冻土区。该段年仞通车,当时全线修筑了~些临时性桥梁,全线几桥梁在运营过程中相继出现基础冻胀、融沉等稳定性问题。~年国家对青减公钻孔灌注桩的研究,并在工程中应用。多年冻土地区的地质勘探表明,多年冻土的厚度有数米、数十米、甚至达百米之深,多年冻土地区的自然条件极其恶劣,土体冻胀和融沉剧烈、循环冻融频繁,沼泽、冰锥、冰丘较多。,设计经验不足,采取的措施不础剂睯:郜结构变形。多年冻上地区的“罗锅桥”“耍龙桥”便是这种冻害的典型表现。这些冻害现象严重影响正常的交通运输,危害人民群众生命财产安全,给国家钻孔灌注桩基础山于其承载能力高,桩顶沉降位移小,适应性强等优点广泛地应用航ㄖ⑶帕骸⑺刃幸担阄夜嗄甓惩恋厍恢种饕5那帕夯⌒问健5浅鲇桩底移穸纫灾剩嗄嗥ず穸龋妆谛巫矗嗄甓惩粱囟呈奔涑ざ蹋炷恋乃及施工工艺、技术水平等不易检测丽易被忽视的因素的影响,即使在相同的地质条件下,相同桩径桩长的两根桩的承载力也有较大的差异。这样使得多年冻土地区钻孑嘧桩基础的极限承载力的确定成为困扰桩基设计人员的一个难题。。多年垛’旱厍昕坠嘧⒆氖虺性亓Φ难芯可婕暗蕉惩裂А⒋妊А⒆〉纳“’樱骸阂弧甀:扪】.:】等多个方面,足一个涉及『冉瞎恪⒆酆闲员冉锨康奈侍狻不仅对我国多年冻土地区公路桥梁工程设计、施昂笃谘の蘧哂衅毡橄质狄庖澹也会为多年冻土地区工业与民用建筑、铁路、水利等基础设施的建设提供重要参考价值。同时通过实际二撼痰耐乒阌τ茫商岣叨嗄甓称叩厍帕汗乖煳锏闹柿亢湍途眯裕国,多年冻土面积约为在。受当地海拔高度的控制。⋯乎没有涵洞,限于当时的经济、技术条件,桥梁基础形式主要为天然扩大浅基础,,全线修建了永久性桥梁与涵洞,同时开展了多年冻土地区当,使些桥梁基础出现不同程度的冻胀和融沉,有的整桩冻拔,甚至被拔断,有的基和人民造成巨大