水位涨落条件下新近回填土地基中桩基承载特性研究

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wmstudio
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
我国西南地区已建和待建一批大型水利工程,水库每年的周期性蓄水与放水会在库区地层中产生水位涨落影响区,导致场地内的土体应力和变形状态发生变化,进而对库区周边的建筑地基产生不利影响。本文依托金沙江白鹤滩水电站北门移民新近回填土地基工程,采用单元体试验、模型试验和数值模拟相结合的方法,对水位涨落条件下新近回填土地基中桩基承载特性进行研究,分析水位涨落环境对于桩周土体的软化和沉降规律的影响,以期为大型库区环境下桩基工程的设计和施工提供参考。本文的主要工作和成果包括以下几个方面:(1)开展了桩-土接触界面直剪试验研究,分析了界面粗糙程度、土体含水率和干湿循环次数对界面剪切特性的影响。结果表明,界面剪切强度随着界面粗糙程度的增加而增大,随着土体含水率的增加而降低;干湿循环次数对界面剪切性能有轻微的弱化作用,以首次干湿循环最为明显;经三次干湿循环后,界面剪切强度基本稳定。(2)开展了6种工况的水位涨落条件下单桩和群桩模型试验,揭示了水位涨落对桩基承载特性的影响规律。结果表明:水位涨落影响桩身轴力分布,使轴力沿桩深方向先增大后减小;桩身轴力随时间逐渐发展,水位下降阶段的轴力值最大;水位涨落使桩身的上半部分受到负摩阻力作用,负摩阻力沿桩深方向先增大后减小;桩侧摩阻力随时间逐渐发展,在水位下降阶段变化最大。桩顶沉降远小于土体沉降,且桩顶沉降随着桩顶荷载等级的增加而增大;水位上升阶段的桩顶和土体的位移量分别占各自最终沉降量的绝大部分;土体沿桩身深度方向的沉降表现出累积趋势和分层沉降的特点,最深层的土体沉降量最小,最表面的土体沉降量最大;孔隙水压力的变化规律和水位涨落规律一致。(3)应用ABAQUS软件进行了水位涨落条件下桩基承载特性的数值模拟研究,与模型试验结果进行对比,验证了数值模型的合理性和可靠性。结果表明:桩身轴力和负摩阻力均随着时间逐渐发展;轴力和桩侧摩阻力的变化规律受桩顶荷载等级的影响,桩顶荷载等级增大时,轴力的变化幅度增大,桩侧负摩阻力减小,中性点上移,同时桩-土相对位移也增大;对于深部土体,距桩身的距离越近沉降越显著;对于浅层土体,距桩身的距离越远沉降越显著。(4)开展了水位涨落次数和桩周土的弹性模量对桩基承载特性的数值模拟研究,结果表明,桩身轴力和桩侧摩阻力随着水位涨落次数的增多而逐渐发展;水位涨落次数影响桩周土体和桩顶沉降的发展,首次水位涨落引起的土体和桩顶位移占了最终沉降位移的绝大部分;水位涨落使桩顶出现残余沉降,并随着水位涨落次数的增加,残余沉降增加。当桩周土的弹性模量减小时,桩侧负摩阻力逐渐增大,中性点位置出现轻微的上移现象。
其他文献
于2021年11月至2022年6月,在浙江省海洋水产研究所试验基地开展了日本对虾温室大棚越冬标粗—土池养成“秋苗夏收”接力养殖试验。结果表明,温室大棚可培育出体长近4 cm的日本对虾苗种约90万尾/hm~2,成活率在60%左右,按照0.4元/尾的销售价格计算,产值达36万元/hm~2。土池收获日本对虾成虾945 kg/hm~2,规格121尾/kg,按照240元/kg的销售价格计算,产值达22.68
期刊
自十三五以来,我国重点提倡中东南部低风速区的风电开发,在此背景下,大型风电机组和超高预应力钢-混凝土混合塔筒技术的应用成为了新的研究重点。为了解决目前混合塔筒中钢塔段和混凝土塔段转转接结构承载能力不足的问题,本文提出一种新型钢管混凝土转接结构,并对其在轴压荷载作用下的承载性能以及计算方法展开了系统的研究。主要工作如下:(1)开展了1个钢筋混凝土转接结构对比试件和6个钢管混凝土转接结构试件在轴压荷载
学位
作为斜拉桥的主要受力构件,斜拉索为典型的柔性构件,桥面的振动容易引起拉索支座的振动进而引起斜拉索的强迫振动以及参数振动。支座位移激励下斜拉索的动力响应具有大位移、大转动、小应变的几何非线性特点,因此动力非线性分析方法的效率和精度对拉索动力响应预测的合理性有重要影响;预拉力作用所产生的应力刚度会增大拉索的抗弯刚度,然而现有分析对此研究不足从而影响了对拉索动力性能的准确预测和分析。工程案例表明,拉索疲
学位
随着钢结构和组合结构的快速发展,以及大跨桥梁、高层建筑等大型基础设施的建设,对重型规格H型钢的需求大幅增加。同时相较焊接H型钢,因为整体成型的热轧H型钢在施工成本、残余应力等方面的优势,使其逐步推广应用。目前热轧H型钢在超高、超宽、超厚规格方面研究不够全面,大尺寸热轧H型钢制造能力有限,在很大程度上限制了热轧H型钢的广泛应用。本文依托国家“十三五”国家重点研发计划项目“高性能建筑结构钢材应用关键技
学位
随着钢材冶炼技术和焊接工艺水平的提高,目前国内外已经研制出多种强度的高强钢材,其中包括名义屈服强度不低于960MPa的高强Q960钢。与普通钢相比,高强钢结构具有强度高、自重轻、抗震性能好、节省空间等优点,同时能减轻运输安装成本,减少焊接工作量,因此高强钢的应用日益增加,尤其在高层建筑和大跨度建筑等结构中。但与普通钢类似,其耐热但不耐火的特性成为制约钢结构在工程领域发展的一个重要因素。因此各国均出
学位
风机塔筒和叶片结构需要抵抗重现期为50年的荷载极值,设计时应考虑极端风速下的停机状态和非极端风速下的运行状态。停机状态风机荷载极值可采用建筑结构荷载极值方法进行估计,运行状态风机荷载极值受到气动性能和控制策略影响,其估计方法应予以特别研究。日本规范基于2MW左右小型风机荷载特性研究,提出运行风机荷载极值计算经验公式,具有物理意义明确和计算快捷的优点,但应用于日益普及的5-10MW大型风机时估计精度
学位
随着国际社会对生态环境及气候异常的重视,减少化石能源的利用,加速可再生能源的开发已经成为了全世界范围内的共识。在这种背景下,风能因其具有资源丰富、清洁无污染等优点成为了最有前景的替代能源之一。在海上风电场的建设过程中,电缆成本占比9%左右,因此对电缆排布进行优化以减小电缆投资成本是风电场优化中的一个重要部分。另一方面,风经过风机盘面会伴随着尾流区域的风速减小以及湍流强度的增大,这被称为风电场的尾流
学位
山地建筑大量存在并被广泛使用,然而山地结构的抗震性能研究仍不充分。掉层剪力墙结构作为山地结构运用最广泛的形式之一,目前针对其抗震性能的研究大多基于数值模拟,相关的试验研究亟需补充,且刚度比对掉层剪力墙结构抗震性能的影响尚未可知。本文采取振动台试验和有限元分析相结合来探究掉层剪力墙结构的抗震性能以及刚度比对其抗震性能的影响。主要完成的研究工作如下:(1)采取结构相似原理,以缩尺比例1/8设计了两个不
学位
下击暴流是一种雷暴天气中较为常见的非平稳极端风,其在近地面风速变化剧烈,破坏力极强。近年来随着电网的进一步建设,输电线路跨越的地区愈发复杂,输电塔线遭受下击暴流的破坏的概率显著提升。现有的研究已经在下击暴流对输电塔的影响取得了一些进展,但由于下击暴流风场的复杂性,许多问题亟待解决。以浙南地区的实测项目为背景,论文围绕风场实测、重构和非稳态下击暴流作用下输电塔响应的参数影响分析等方面展开了研究,论文
学位
混合连接节点作为一种抗震性能良好的预制装配式节点,具有自复位能力强、耗能能力良好等优点。当前国内外学者主要针对普通跨度的混合连接节点开展研究,而在现代城镇建设中,大跨度预制框架结构逐渐表现出重大需求。因此,课题组基于自复位和裂缝双控制的预应力设计新原则,将混合连接节点推广于大跨度领域中,提出新型大跨预应力混合连接节点装配式框架,为大跨度预应力装配式结构的发展及推广应用奠定一定的基础。本文以新型大跨
学位