被動(dòng)樁極限阻力和極限位移的有限元分析與模型試驗(yàn)研究.pdf

1、本文在總結(jié)和闡述現(xiàn)有被動(dòng)樁土壓力理論、試驗(yàn)成果和計(jì)算方法的基礎(chǔ)上,采用有限元方法和室內(nèi)土槽模型試驗(yàn)對(duì)被動(dòng)樁的極限阻力和極限位移展開了初步的研究.首先,總結(jié)了被動(dòng)樁的研究現(xiàn)狀及常見(jiàn)的工程問(wèn)題,介紹了被動(dòng)樁現(xiàn)有的各種土壓力理論、試驗(yàn)成果和計(jì)算方法,總結(jié)了被動(dòng)樁極限阻力的幾種計(jì)算公式.論證了進(jìn)行本文工作的必要性.其次,應(yīng)用平面應(yīng)變有限元程序結(jié)合土體的理想彈塑性模型分析被動(dòng)樁極限阻力的影響因素.通過(guò)有限元分析發(fā)現(xiàn),除了目前大家所熟悉的樁徑D和土

2、體的粘聚力c、內(nèi)摩擦角ψ對(duì)樁的極限阻力有影響外,土體的彈性模量E和泊松比v對(duì)極限阻力也有影響,尤其是泊松比v的影響在極限阻力計(jì)算時(shí)宜給予考慮.并根據(jù)有限元的計(jì)算結(jié)果,提出了可以考慮土體的泊松比v及粘聚力c、內(nèi)摩擦角ψ、樁徑D等因素的極限阻力計(jì)算公式F<,u>(z)=f(D,σ<,h>,c,ψ,v).然后將本文提出的樁極限阻力計(jì)算公式和以往的計(jì)算公式進(jìn)行了比較,驗(yàn)證本文公式的合理性.并討論了"圓型截面樁"與"矩形截面樁"極限阻力計(jì)算公式的

3、近似轉(zhuǎn)換.鑒于傳統(tǒng)的土槽模型試驗(yàn)難以真實(shí)地反映實(shí)際應(yīng)力水平下原型樁的性狀,本文提出一種新的方法,對(duì)以往的土槽模型試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行了改進(jìn),制做了一套新的設(shè)備.本文所建議的模型試驗(yàn)方法克服了以往土槽模型試驗(yàn)的缺點(diǎn).然后通過(guò)土槽模型試驗(yàn)研究了被動(dòng)樁的極限阻力,對(duì)本文所提出的樁極限阻力計(jì)算公式進(jìn)行了驗(yàn)證.給出了被動(dòng)樁極限位移X<,u>的定義,并通過(guò)分析得出,研究被動(dòng)樁的極限位移X<,u>,對(duì)被動(dòng)樁使用中的安全檢測(cè)及被動(dòng)樁的設(shè)計(jì),都具有一定的參考意義