岩溶区超长基桩的屈曲稳定分析研究

来源 :中南林业科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yingying0615
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随着我国西部大开发战略的实施,大量在建或者规划的高速公路将不可避免的穿越岩溶发育地区,复杂多变的隐伏岩溶形态给桥梁超长基桩的稳定性带来较大的影响,而在分析基桩穿越溶洞的屈曲稳定问题上无一个完整独立的体系。本文基于现阶段桥梁基桩的屈曲稳定性分析的研究成果,从溶洞对基桩受力的影响出发,运用理论分析、解析计算和数值模拟的方法展开相关的研究,主要完成了以下工作:首先,本文通过国内外已有的相关资料、文献,总结了基桩屈曲稳定的分类、判断准则及影响因素,归纳了基桩屈曲稳定分析的方法及其特点。其次,针对超长基桩的工作形状、应用及特点,在已有研究成果的基础上,考虑溶洞对基桩稳定性的影响,根据岩溶区超长基桩的受力挠曲位移,提出了计算简化模型,并运用能量法推导了屈曲临界荷载及稳定长度的解析解。再次,在理论分析的基础上,建立有限元模型。在数值分析中,将桩身混凝土视为线弹性体,桩周土体本构采用Drucker-Prager模型,分析了在桩顶竖向荷载的作用下基桩的屈曲临界荷载值。最后,深入分析了不同溶洞高度,以及溶洞与桩身的相关位置对岩溶区基桩屈曲稳定的影响,得到了相关的结论,如下:(1)通过算例分析得到,桩侧摩阻力对基桩屈曲问题有一定的影响,且影响较小,其对基桩的稳定计算长度的影响随着埋入比b的减小而减小,对基桩临界荷载的影响随着埋入比b的减小而减小;(2)在对岩溶区超长基桩的屈曲稳定分析中,基桩的几何因素比基桩本身的材料因素对基桩屈曲影响明显;溶洞高度比溶洞位置对基桩屈曲影响较为显著。(3)初步确定当溶洞影响系数约小于0.3时,溶洞对岩溶区超长基桩屈曲稳定分析影响可忽略不计;当溶洞影响系数大于0.5时,可以不考虑溶洞位置对基桩屈曲稳定的影响,仅考虑溶洞高度的影响。
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