【摘 要】
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我国东南沿海地区广泛分布着湖泊和海域,土地资源非常短缺,同时这些区域常常存在跨海大桥与陆地接线工程。在进行这些建设工程活动时,常常伴随着堆载施工和桥梁施工活动交叉进行的现象。为了满足这些建设的需要,路堤、围堤等堆载工程成为缓解建设用地供需矛盾的重要途径之一。然而沿海地区地质条件复杂且多为深厚的软黏土,堆载作用引起的下部土体的侧向变形较大。这会对邻近的桥梁桩基产生很大的水平挤压力,导致桩基发生侧向偏
【基金项目】
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国家自然科学基金资助项目(51408453); 广西重点研发计划项目(桂科 AB17292022)
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我国东南沿海地区广泛分布着湖泊和海域,土地资源非常短缺,同时这些区域常常存在跨海大桥与陆地接线工程。在进行这些建设工程活动时,常常伴随着堆载施工和桥梁施工活动交叉进行的现象。为了满足这些建设的需要,路堤、围堤等堆载工程成为缓解建设用地供需矛盾的重要途径之一。然而沿海地区地质条件复杂且多为深厚的软黏土,堆载作用引起的下部土体的侧向变形较大。这会对邻近的桥梁桩基产生很大的水平挤压力,导致桩基发生侧向偏移,如果偏移严重,会严重影响桥梁上部结构的安全使用。因此,有必要研究堆载作用下地基土体的水平位移及相邻桥墩群桩基础的附加弯矩和侧向变形规律。本文依托浙江某大面积围堤与邻近桥梁墩桩基(围堤与桥梁垂直)施工的工程背景,基于土层与桩基相互作用的原理,运用ABAQUS有限元软件建立了堆载—地基土体—桩基的三维有限元实体模型,对堆载下部土体及临近桥墩桩基的侧向变形进行了规律探讨。主要进行了以下工作:(1)从理论方向分析了堆载作用下地基土体和桩基的侧向变形机理,总结了堆载作用下软土地基土体的水平位移场及邻近桩基的桩身变形的理论和试验研究,为后续有限元模拟的模拟奠定基础。(2)运用ABAQUS建立堆载—场地—桥墩桩基三维有限元模型,针对堆载参数(堆载高度、堆载位置、堆载坡度)、软土层土工参数(压缩模量、泊松比、内摩擦角)、桩基参数(桩土相对刚度、桩基承台)进行分析,探究在不同参数影响下场地的侧向变形及桥墩桩基的附加弯矩和侧向变形特征,并总结不同参数的影响规律。同时针对软土地基存在大面积堆载时提出了相应的处理措施,使桥梁墩桩侧向变形符合控制要求。(3)对浙江某围垦区堤坝与112#桥梁墩台桩基紧邻施工的工程实例进行了分析。为了对比分析出地基处理前后场地土体及112#桥墩桩基的受力变形性状,分别研究了地基未加固、地基加固、地基加固基础上桥墩桩基为钢管混凝土桩三种情况下土体及桥墩桩基的受力变形。同时依据相关规范和研究评估了112#桥墩桩基在三种工况下的最大水平位移是否满足控制限值要求。
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