岩溶地基嵌岩桩桩基特性分析与试验研究

岩溶地基嵌岩桩桩基特性分析与试验研究

王革立[1]2002年在《岩溶地基嵌岩桩桩基特性分析与试验研究》文中指出目前,国内外对于岩溶地区嵌岩桩的工作特性的研究一直不很充分,其承载力特性、剪应力分布模式、最佳嵌固深度和岩溶顶板厚度、岩质性状对桩基特性的影响等有待进一步研究与完善。针对岩溶地区嵌岩桩特性的模拟模型试验研究相关报道比较少。本文就解决岩溶地区,桩基竖向荷载作用下岩溶顶板安全厚度以及嵌岩深度问题进行了深入的探讨,并研制了相应的物理模型进行了试验研究,取得了较为满意的结论。 本文首先在参考大量的国内外文献资料的基础上,对竖向荷载下基桩的荷载传递机理进行了深入的分析与讨论,并对基桩荷载传递性状的变化规律进行了归纳与总结。同时对单桩的荷载-沉降特性的机理进行了探讨,将单桩荷载-沉降曲线综合为六种,并列举了四类缺陷形成的异常P-S曲线。对于基桩竖向承载力的确定,提出了按桩身结构强度确定、按土的强度与变形确定以及按静力分析法确定等几种方法。在基桩的深度效应方面,研究了桩端阻力和和桩侧阻力的深度效应,从理论上提出了端阻力的临界深度以及深度效应的内在机理;讨论了岩溶地区桩基的负摩擦力问题。 通过对岩溶地区嵌岩桩工作性状和破坏模式的理论分析,认为在岩溶发育地区桩基的稳定性问题主要决定于嵌岩桩的竖向荷载,顶板厚度以及顶板的抗弯强度等有关的强度指标。 在对课题进行充分论证的基础上,运用相似理论,针对岩溶地区嵌岩桩的工作特性,提出了建立室内桩基模拟实验台的试验方案,自主设计并研制了模拟试验模型,同时结合模型编制了相应的数据采集与分析软件。 要进行相似模拟试验,模拟材料的选择是试验成功的关键,通过室内小样试验分析了模拟材料的内在作用机理,选择了以砂、水泥、石膏为原材料的试验配方,推导了水泥石膏砂模拟材料抗压强度和抗弯强度的经验公式。通过室外模拟试验,验证了其合理性,得出了模拟岩样的强度范围。并采用不同的试验方案,运用改进的均匀设计法用不同的配比有效地模拟了灰岩的岩性。研究了岩性、嵌岩深度、顶板厚度、侧摩阻力对模拟顶板极限荷载的影响,提出了以普通水泥、石膏为胶结材料,细砂为骨料的模拟材料配比方案。 通过对大量试验结果的综合分析,提出了岩溶顶板安全厚度验算方法,得出岩溶顶板和桩基垂直荷载的半经验半理论公式如下: σ_(max)=3γL~2/4h+(3F(2L-D)/4bh~2)=ξ[R-t]其中经验系数ξ取0.8~1.3。 通过嵌岩桩模拟嵌岩深度的试验,给出了岩溶地区嵌岩灌注桩嵌岩深度建议值。在岩溶发育地区,嵌岩深度的选取应综合考虑侧摩阻力和顶板结构内力,一般岩溶地区,当岩面较为平整且上覆土层较厚时,嵌岩深度宜采用0.2d或不小于0.2m。

黄文畅[2]2016年在《岩溶地基中水平受荷桩p-y曲线试验研究》文中研究表明我国的“一带一路”的总体规划,为铁路、公路、机场等建设的发展打开了更为广阔的空间。然而大量在建的基础建设又不可避免的穿越岩溶发育地区,复杂多变的岩溶地区给桩基的建设带来很大困难,特别是在地震多发地区,岩溶中的嵌岩桩在水平荷载作用下的研究就表现得尤为重要。现今已有许多关于溶洞自身稳定性以及岩溶对桩基础影响方面的文献,有的学者从结构力学的角度,把岩溶顶板模拟成悬臂、简支、固定梁板等力学模型来研究其嵌岩桩在竖向荷载作用下的承载特性,但鲜有研究其嵌岩桩在岩溶地基下水平荷载的受力特性。现行规范也未对此提供有效的设计计算方法。因此,对受岩溶影响的嵌岩桩在水平荷载作用下的承载特性研究具有实际的工程意义。在查阅国内有关水平受荷桩模型试验研究文献的基础上,本文采用石膏、水泥、砂、土等不同材料组合的配合比来模拟岩溶地基土,结合相似理论来对室内模型试验进行设计。采用特殊的方式对溶洞进行加工处理,来模拟桩基在穿越溶洞和没有穿越溶洞这两种工况,并用挂篮砝码加载的方式对嵌岩桩进行水平单向加载。基于桩身应变值推导出桩身弯矩图、桩周土抗力图、桩身水平位移图,从而求得嵌岩桩在穿越溶洞和没有穿越溶洞这两种工况下的实测p-y曲线。把曲线与规范当中的硬黏土p-y曲线进行对比分析,结果发现,利用硬黏土p-y曲线的公式不宜用于岩溶地区桩基础的设计。然后根据其图形的发展趋势可以看出在穿越溶洞情况下桩基的p-y曲线比较符合双曲线函数,没有穿越溶洞情况下桩基的p-y曲线比较符合幂函数分布,并用经验公式对两种工况下的实测p-y曲线进行拟合,求得其修正系数和两种工况下的p-y曲线修正公式。研究表明,在穿越溶洞情况下,桩基的水平极限承载力会明显下降,用没有穿越溶洞的桩基p-y曲线来设计穿越溶洞桩基是不安全的,因此要结合实际情况来进行分析。上述研究为岩溶地基中水平受荷桩的计算分析提供有效的理论依据,同时也对其他特殊土质条件或其他工况环境下的桩基研究提供重要的参考。

刘铁雄[3]2003年在《岩溶顶板与桩基作用机理分析与模拟试验研究》文中研究指明我国岩溶发育地区分布很广,并且近一些年来国家正在加大基础设施的建设,在工民建、修路、建桥等工程建设之中,经常会遇到复杂岩溶地层,这就给工程施工带来一系列的问题。在岩溶发育地区,灌注桩基的应用越来越广泛,如何选择合适的桩型、桩端持力层以及如何确定嵌岩桩的最佳嵌岩深度与岩溶顶板安全厚度,在工程实践中具有重要的理论意义和现实意义。 本文在参考大量的国内外文献资料的基础上,对岩溶地区嵌岩桩的研究现状进行归纳和总结。在岩溶发育地区,岩溶顶板的安全厚度以及嵌岩深度的取值,决定着岩溶地区嵌岩桩的设计、施工方法以及工程造价。因此,进行岩溶地区桩基与岩溶顶板作用机理分析和模拟试验研究是当务之急。本文在此方面取得了一定的成果。 首先对岩溶地区的狄岩岩性特征进行了综合分析,并对溶洞洞跨与空间几何形态分布规律进行统计,得出了溶洞洞跨与个数分布直方图。并讨论了多个工程实例中,岩溶顶板安全厚度和嵌岩深度的取值。 针对所研究的岩溶顶板与桩基作用系统,对岩溶顶板进行了合理的简化,并提出相应的假设,再根据溶洞顶板的状态以及边界条件,将桩基与溶洞顶板作用系统简化为边界条件和受力状况不同的十个力学模型。应用弹性力学和材料力学的理论,对简化后的桩基与溶洞顶板作用系统的十个力学模型进行了逐一的分析和讨论,并得出了相应的应力及应变表达式。同时讨论了泊松比对计算结果的影响。 综合讨论了嵌岩桩在竖向荷载作用下的承载力标准值的计算公式,并对岩溶发育地区的嵌岩桩竖向承载力特性进行分析和简化,将岩溶地区的嵌岩桩模型简化设计为短桩形式的端承桩。在假定溶洞顶板为一完整的平板状的岩体情况下,分别对基桩的抗冲切、抗剪及抗弯情况作出稳定性分析,认为岩体的抗弯强度是决定岩溶地区桩基稳定性的主要因素。 结合岩溶地区桩基与岩溶顶板的作用机理分析,运用相似理论,提出了建立室内桩基物理模型的试验方案,自主设计并研制了岩溶顶板与桩基模拟试验物理模型,同时结合模型编制了相应的自动测试系统软件。通过试验证明,该物理模型能满足试验要求,自动测试系统能正常地运行,所测参数的精度跟理论计算值吻合良好,证明自动测试系统的可靠性。 在岩性模拟试验阶段,根据现场灰岩的岩体特性以及相应的强度指标,结合相似理论,利用有约束的均匀设计法,选用细砂作为骨料和以水泥、石膏为胶结材料进行灰岩岩性的模拟试验,试验结果证明能基本满足相似条件,可用于制作岩溶顶板模拟试件。 采用不同的试验方案,通过对大量破坏性模拟试验结果的综合分析,提出了岩溶顶板安全厚度验算方法,得出岩溶项板和桩基竖向极限荷载的半经验半理论公式如下:其中修正系数ξ取0.8~1.3。 通过嵌岩桩模拟嵌岩深度的试验,给出了岩溶地区嵌岩灌注桩嵌岩深度建议值。在岩溶发育地区,嵌岩深度的选取应综合考虑侧摩阻力和顶板结构内力,一般岩溶地区,当岩面较为平整且上覆土层较厚时,嵌岩深度宜采用o.Zd或不小于0.2m。

谢富贵[4]2007年在《岩溶地区桥梁桩基承载特性研究》文中认为随着我国公路建设规模的进一步扩大,公路线路经过岩溶地区将越来越普遍,大量桥梁基础将置于岩溶顶板之上。由于岩溶地区地质条件非常复杂,影响因素较多,国内外关于岩溶桩基承载力的确定方法及岩溶桩基设计方法的观点至今仍不一致。工程中在进行岩溶桩基设计及施工时均将其作为一般嵌岩桩考虑,并在此基础上对溶洞顶板简化后进行安全厚度验算。岩溶地区嵌岩桩由于桩端下“空洞”的存在,在使用过程中受地质水的物理化学作用,其承载机理同一般嵌岩桩显然有较大差异,简单将一般嵌岩桩设计理论应用于岩溶地区嵌岩桩设计与施工中显然不尽合理。因此,对岩溶地区桥梁桩基承载特性展开系统研究具有重要的理论意义和工程实用价值。本文在参考国内外文献资料的基础上,深入分析了桩基围岩物理力学特性及嵌岩桩工程特性,对岩溶地区桥梁桩基研究现状进行了归纳和总结。根据弹性力学及材料力学理论,分别按薄板和梁理论建立了固支椭圆板、简支椭圆板、固支矩形板、简支矩形板、固定梁、简支梁、固定-简支梁、悬臂梁、固支宽梁及简支宽梁等10个力学模型对不同地质条件下岩溶地区桥梁桩基桩-岩受力特性进行了分析,提出了各力学模型的具体适用条件,并结合现场实体工程岩溶地质及几何条件对不同力学模型进行了对比分析。基于克拉夫特荷载传递理论,分别对不同力学模型下的岩溶地区桥梁桩基极限承载力特性进行了研究,提出了岩溶桩基极限承载力确定公式,并分析了不同嵌岩深度对岩溶地区桩基极限承载力的影响。应用实体工程对研究结论进行对比分析,结果显示:(1)不同力学模型所得出的桩基极限承载力值差别较大,准确勘察桩位岩溶地质条件,选择适合现场桩基的力学模型是合理确定桩基极限承载力的关键;(2)在保证必要的嵌岩深度的条件下,岩溶地区桥梁桩基嵌岩深度应遵循“宜浅不宜深”的设计原则。在结合现场试验对理论成果验证分析的基础上,采用计算机仿真技术对岩溶地区桥梁桩基在荷载作用下的受力模式进行了模拟分析,并对不同溶洞几何特征对桩基承载特性的影响进行分析。结论表明:(1)岩溶地区桥梁桩基荷载作用下的受力特性及破坏模式同非岩溶地区桥梁桩基有很大不同,对其承载特性应专门分析并提出相应的设计方法;(2)溶洞高度对岩溶桩基承载特性影响不明显,溶洞跨度及溶洞顶板厚度对桩基极限承载力影响较大;(3)桩基极限承载力随溶洞跨度的增大而减小,随溶洞顶板厚度的增加而增加,但两者的几何尺寸大于3倍桩径后影响不明显。最后,论文提出了岩溶地区桥梁桩基的设计方法。制定了岩溶桩基合理嵌岩深度、桩基极限承载力及容许沉降的确定方法,并对特殊条件下的岩溶桩基设计与施工方法提出了参考意见。

朱方睿[5]2015年在《江西岩溶地区桥梁桩基承载性能数值分析研究》文中认为岩溶(karst)是一种由地下水长期溶蚀可溶性岩石而产生岩石内部的空洞现象,对建设工程的基础有着很大影响。岩溶地质情况在我国有广泛分布,贵州、云南存在着可溶性岩石,同时也有普遍的溶蚀现象,广西地区的岩溶则已经普遍到能作为旅游景点。江西地区同样也存在着这样的情况,岩溶在江西的分布主要在上高、宜春、萍乡一带,它分布的广泛和发育程度已经对桥梁、建筑等的建设产生了很大的影响。江西省是中部的欠发达地区,其基础设施尚未建设完善,高速公路、铁路、城市桥梁的建设规模会增大,经过岩溶地区的公路将越来越多,桥梁桩基工程需要应对溶洞的情况也会越来越多。然而我国规范中对于建立在溶洞以上的嵌岩桩的承载力的计算方法并不统一和明确,也就是说,规范中仅有常规条件下嵌岩桩承载力的计算式,而缺少存在溶洞情况下的计算式,这对于影响因素颇多、争议很大的岩溶地区显然是不合理的。为指导岩溶地区桥梁下部结构的设计,给桥梁嵌岩桩极限承载力的计算提供可靠的依据,对岩溶区嵌岩桩承载力的研究应该达到一个通用的、公式化的水平。本文将基于江西地区的岩溶地质特征,对下伏溶洞的嵌岩桩承载特性做了一些分析和研究,主要内容包括:(1)对江西某高速公路设计路线上穿过岩溶区的桥梁地质情况、溶洞分布和发育特征做了一个比较详细的统计和总结;(2)查阅文献,分析岩溶区嵌岩桩承载和破坏机理;(3)参考资料,选用扩展的DP模型作为岩土本构模型,并利用有限元软件ABAQUS对嵌岩桩力的传递机理进行了有效的模拟;(4)对溶洞的数个几何与物理参数进行了敏感性数值分析,结论表明:a)嵌入溶洞顶板的桩基破坏模式主要分两种:顶缘受桩端压力破坏和底缘受拉破坏,当桩基和溶洞边界在平面上比较接近时,还容易发生顶板岩石的剪切破坏;b)溶洞的竖向尺寸对桩基承载力的影响并不明显,其水平尺寸的影响较为突出;c)嵌岩桩在4m及以下厚度的顶板上时,其前沿深度宜浅不宜深,在5m至8m厚度的顶板,最佳嵌岩深度宜为0.5m~1.0m;d)溶洞顶板上的嵌岩桩极限承载力依溶洞几何特征的变化规律可以用二元叁次多项式来表示,且本文尝试了拟合其结果。(5)对当下溶洞地区基础设计做出了个案分析,并提出了施工上的合理的建议。

陈超峰[6]2016年在《岩溶区嵌岩桩稳定性评价及岩溶处治方法研究》文中研究指明随着西部大开发进程的推进,更多的交通工程建设向西部山区延伸,然而西部地区岩溶地质广泛分布,嵌岩桩不可避免的会作用在岩溶地基上。如何评价岩溶区嵌岩桩的稳定性是保证工程安全的关键,本文在已有研究的基础上,对岩溶区嵌岩桩稳定性评价方法及岩溶处治方法进行了探讨,具体研究工作如下:首先概述了桩和岩溶的工程特征,并对岩溶区嵌岩桩的研究现状进行总结。针对岩溶区嵌岩桩受荷机理的复杂性,深入探讨了岩溶区嵌岩桩桩土、桩岩侧阻力及端阻力的计算方法,并分析了桩端岩层的受力机理和破坏特征,为岩溶区嵌岩桩的分析计算奠定基础。其次,在岩溶区嵌岩桩荷载传递机理分析的基础上,对岩溶区嵌岩桩常用的稳定性评价方法进行总结。并根据工程实际情况,提出本文的计算模型。根据极限分析上限定理和功能原理,对溶洞顶板发生冲切破坏时的极限承载力进行了推导,同时推得了溶洞顶板安全厚度计算公式,并用工程实例对理论进行了验证,验算结果表明:理论计算结果与工程实例结果吻合良好。然后,考虑到溶洞顶板不同边界条件对冲切破坏模式的影响。通过建立合理的数值模型,利用ABAQUS软件对不同边界条件的溶洞顶板进行了数值模拟,建立的模型包括:两端固支梁、固支圆板、固支椭圆板、四边固支正方形板。并对各不同边界条件的模拟结果进行了分析。最后,对岩溶区工程的处治方法进行了探讨,为工程实践提供一些参考价值。

王田龙[7]2016年在《较破碎岩石地基钻孔灌注嵌岩桩承载性状分析研究及工程应用》文中研究指明近年来,随着我国国民经济的飞速发展和城市化进程的不断加快,很多高层建筑、铁路、高架桥等大荷载的建、构筑物对基础的要求越来越高。嵌岩桩基础,由于其单桩承载力高、抗震性能好、沉降小等特点,被广泛应用于大荷载的建、构筑物中,其在基础工程的建设中发挥了非常重要的作用。《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)中规定,当桩端置于完整、较完整岩体上时,可以采用嵌岩桩对桩基础进行设计计算。然而在贵阳地区,大多数高层建、构筑物桩基础的桩端放置于较破碎的岩层中。桩基规范中,在此类岩体上如何进行嵌岩桩设计,未作详尽的说明,给嵌岩桩的设计上带来一定的问题。本文主要工作内容有:介绍嵌岩桩的荷载传递机理,其中包括桩-土、桩-岩荷载传递机理,以及桩侧阻力和桩端阻力的相互影响,并探讨较破碎岩石地基上嵌岩桩的传递机理与完整、较完整岩石地基上嵌岩桩传递机理的异同。介绍嵌岩桩承载力确定的一些常用方法,本文主要介绍原位载荷试验法和规范公式计算法。根据较破碎岩石地基嵌岩桩的承载力特性,提出了一种计算较破碎岩石地基嵌岩桩承载力的改进计算方法;介绍桩基沉降计算的方法,包括桩基规范法、荷载传递法、弹性理论法、剪切变形法,并探讨较破碎岩石地基嵌岩桩单桩沉降计算方法。介绍嵌岩桩的破坏特征,主要有单桩的破坏特征,岩石的破坏特征,以及桩端岩体、桩侧岩体的破坏特征。初步探讨较破碎岩石地基嵌岩桩的破坏特征。介绍影响嵌岩桩侧阻力、嵌岩桩端阻力的影响因素,运用正交试验分析法探讨影响较破碎岩石地基嵌岩桩承载力的主要因素。利用有限元软件对置于较破碎岩石地基上的嵌岩桩进行数值模拟。结合贵阳地区叁组现场桩基载荷试验结果,对比验证改进的较破碎岩石地基嵌岩桩理论计算公式的合理性与有效性,分析探讨嵌岩桩在较破碎岩石地基上的应用情况,并提出在较破碎岩体中嵌岩桩的应用条件。

雷勇[8]2011年在《嵌岩桩竖向承载机理及其承载力计算方法研究》文中认为随着国民经济的高速发展,我国交通基础设施建设步伐越来越快,为实现国家西部大开发战略,边远山区及西部地区的公路、桥梁等交通基础设施建设正稳步推进,跨江河与跨山谷高架桥的修建日益增多。对于大跨径桥梁,其上部荷载较大且对沉降要求较为严格,而嵌岩桩是少数几种能直接建造在基岩上的基础结构形式之一,其承载力高,沉降较土体中更容易控制在允许范围内,因而嵌岩桩在桥梁基础工程中得到了广范的应用。但是由于桥梁工程嵌岩桩基所处的水文地质条件复杂、施工工艺多样、极限承载力较高、静载荷试验不能达到破坏等原因,人们对其承载性状存在着不同的认识,在承载力计算及嵌岩深度的确定上差别较大。因此深入研究嵌岩桩的承载机理,确定其承载力计算方法,合理选择嵌岩桩设计参数成为亟待解决的问题。故本文结合国家自然科学基金项目“按桩顶沉降控制基桩竖向承载力的设计理论研究”(项目编号50878083)以及湖南省交通厅项目“山区超高桥墩桩基础承载机理及优化设计研究”等课题,对此开展深入系统的研究。本文首先综合分析了嵌岩桩承载特性与受力机理,基于岩体结构面剪切强度的研究方法,从嵌岩桩桩-岩界面的剪切-位移细观受力机理出发,建立了基于剪胀效应的桩侧摩阻力的二段线性软化跌落模型,通过荷载传递法求得弹塑性条件下的桩侧摩阻力及桩身轴力的解析式。探讨了直径d、岩石模量E、剪胀角β对嵌岩桩承载特性的影响。在剪胀模型的基础上,进一步引入分形维数描述的两相接触介质粗糙表面的抗剪强度公式,建立了以分形维数D表示的嵌岩桩侧摩阻力传递模型,求得弹性条件下的桩侧摩阻力及桩身轴力的解析式。基于所获得的解答,深入地探讨了分维数D对桩侧摩阻力T(z)、桩身轴力P(z)的影响规律。其次,基于得到的桩-岩界面模型,从能量原理出发,建立了桩体受荷载时的能量平衡方程,将桩体离散成许多受力单元,对能量平衡方程进行差分后,利用位移协调关系对嵌岩桩桩顶荷载-位移曲线进行数值求解,从而实现按桩顶位移控制承载力的设计方法。并考虑嵌岩段岩体质量及所处应力状态对极限承载力的影响,引入Hoek-Brown岩体经验强度准则,采用Lambe变换,建立嵌岩段桩侧摩阻力模型,然后基于简化的桩端岩体破坏模式,利用极限平衡原理,推导了叁向压力下嵌岩桩桩端阻力的计算公式,进而导得嵌岩桩极限承载力计算公式。再次,从满足竖向承载力要求对桩基的嵌岩深度进行了探讨,基于嵌岩桩的位移计算公式,推导了可按桩顶荷载和沉降要求共同确定的嵌岩深度计算公式,并就桩顶沉降对嵌岩深度及嵌岩深度对桩端荷载分担比的影响进行了探讨。针对规范中按横向荷载确定的嵌岩深度计算模型进行改进,考虑由桩体转动引起的桩侧法向应力和水平向的摩阻力的共同作用替代原有单一水平方法应力的作用,得到改进的嵌岩深度计算公式。同时进一步针对岩溶地区桩基嵌岩深度的确定问题,将桩端荷载作用下岩层的极限破坏视为冲切破坏,引进格里菲斯非线性岩石强度准则,采用极限分析上限法确定了冲切破坏面的功能方程,通过变分原理对功能方程的极值求解,进一步通过微分得到了桩端岩层抗冲切安全厚度,进而对岩溶区桩基的桩长进行优化。针对桥梁工程中部分条件下嵌岩桩负摩阻力的问题,综合考虑桩土相对位移及有效应力的影响,建立了改进的负摩阻力计算模型,采用位移协调法,对堆载条件下层状地基的负摩阻力中性点及轴力进行计算,并得到了考虑负摩阻力时嵌岩桩承载力的计算方法,并用一工程实例验证了方法的合理性。最后参与设计并完成了某特大桥嵌岩桩工程现场静载试验,对桩侧土阻力,嵌岩段摩阻力及端阻力进行了理论分析,并利用实测的数据对本文嵌岩桩承载机理及其承载力计算方法进行了验证。

冯明伟[9]2014年在《岩溶区桥梁桩基承载机理及试验研究》文中研究指明随着我国西部建设的高速发展,公路、桥梁、港口码头等实际工程建设中会更多地遇到岩溶地质条件。因此岩溶区基桩与溶洞相互作用关系、基桩嵌入溶洞顶板的深度、溶洞顶板的稳定性以及最小安全厚度等问题成为岩溶区桥梁桩基研究的热点。由于岩溶地质条件的复杂性与不确定性使得岩溶区桩基的研究尤为困难。本文在已有研究的基础之上,结合国家自然科学基金项目“岩溶区基桩竖向承载机理及其设计计算方法研究”(项目编号:51278187)对岩溶区桩基及溶洞顶板做了如下研究工作:本文首先对岩溶区桩基已有的研究做了简要的概括,继而基于普通嵌岩桩的桩端荷载传递机理,结合岩溶区基桩与溶洞顶板相互作用的特点,假定出不同顶板厚度情况下桩端荷载传递方程,并通过室内大比例尺模型试验进行验证。考虑基桩嵌岩段岩石性质的差异性,分别提出了软岩与硬岩条件下嵌岩深度计算模型并推导出了最小嵌岩深度解析解。通过某室内试验以及某现场工程实例对本文方法进行对比验证,并对影响嵌岩深度的计算参数进行了参数分析。为深入研究岩溶区桥梁桩基竖向承载机理与溶洞顶板破坏模式,基于相似定理设计出岩溶区基桩与顶板作用大比例尺室内模型试验,通过多组配合比试验确定顶板模拟材料,根据溶洞顶板厚度的不同分别设计了四组大比例尺室内模型试验。对厚度分别为0.5d、1d、2d以及3d的溶洞顶板进行竖向加载,获得了不同顶板厚度条件下基桩荷载传递规律、溶洞顶板荷载位移曲线以及顶板的破坏形式,最后对试验现象以及试验数据进行了理论分析。采用FLAC3D有限差分软件模拟室内模型试验,并将桩顶位移以及实际顶板破坏形式与有限差分模拟结果进行对比分析,从而进行相互验证。针对室内模型试验没有考虑溶洞顶板厚跨比变化对于顶板竖向承载影响的不足,最后利用FLAC3D数值模拟软件对于不同厚跨比的溶洞顶板进行数值模拟分析,以期获得厚跨比变化对于溶洞顶板竖向承载影响的变化规律,从而对室内模型试验做进一步的补充。

龚成中[10]2005年在《岩溶地区嵌岩桩基承载特性研究》文中研究表明摘要:岩溶区域是指可溶性碳酸盐岩含量占30%以上的地区。在我国岩溶主要分布在贵州、云南、广西、四川等地。随着我国实施西部大开发战略,将有越来越多的工程兴建在岩溶地区,由于岩溶的存在,就不可避免的存在桩基承载力确定的问题。因此加强岩溶桩基承载特性研究,有着重大的技术价值和经济意义。本文首先从岩溶地区顶板稳定性角度出发,运用结构力学分析的方法,把顶板模拟为梁、拱、板等模型,对岩溶地区桩基承载力的确定进行了分析。静载试验是重要的手段之一,但由于条件限制,以往工作采用较少。本文主要利用有限元分析的方法,着重讨论了岩溶地区桩基承载力的主要影响因素,包括溶洞体积的大小、顶板厚度以及岩性对桩基承载力的影响,数值模拟表明:岩溶地区桩基承载力的主要影响因素中,溶洞高度对桩的极限承载力影响较小,而溶洞顶板跨度、厚度对极限承载力影响较大,围岩强度大小对桩基极限承载力的影响最为明显,岩体强度越高,极限承载力就越大。最后结合工程实例,验证了该方法的可靠性,并为岩溶地区桩基承载力的确定提出了自己的见解。

参考文献:

[1]. 岩溶地基嵌岩桩桩基特性分析与试验研究[D]. 王革立. 中南大学. 2002

[2]. 岩溶地基中水平受荷桩p-y曲线试验研究[D]. 黄文畅. 中南林业科技大学. 2016

[3]. 岩溶顶板与桩基作用机理分析与模拟试验研究[D]. 刘铁雄. 中南大学. 2003

[4]. 岩溶地区桥梁桩基承载特性研究[D]. 谢富贵. 长安大学. 2007

[5]. 江西岩溶地区桥梁桩基承载性能数值分析研究[D]. 朱方睿. 南昌大学. 2015

[6]. 岩溶区嵌岩桩稳定性评价及岩溶处治方法研究[D]. 陈超峰. 湘潭大学. 2016

[7]. 较破碎岩石地基钻孔灌注嵌岩桩承载性状分析研究及工程应用[D]. 王田龙. 贵州大学. 2016

[8]. 嵌岩桩竖向承载机理及其承载力计算方法研究[D]. 雷勇. 湖南大学. 2011

[9]. 岩溶区桥梁桩基承载机理及试验研究[D]. 冯明伟. 湖南大学. 2014

[10]. 岩溶地区嵌岩桩基承载特性研究[D]. 龚成中. 东南大学. 2005

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岩溶地基嵌岩桩桩基特性分析与试验研究
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