庫區(qū)深填斜坡樁基承載特性及穩(wěn)控技術(shù)研究.pdf

1、港口碼頭、公路大橋等工程建設(shè)中越來越多地遇到復(fù)雜地形地質(zhì)環(huán)境，部分港口碼頭、橋梁樁基必須在深填斜坡中建設(shè)和工作。由于樁側(cè)回填土厚，且為斜坡地基，樁基在橫向力作用下受力變形規(guī)律更為復(fù)雜。本文結(jié)合四川省交通運(yùn)輸廳航務(wù)管理局科技項(xiàng)目“庫水作用下深填斜坡中碼頭樁基承載特性及穩(wěn)控關(guān)鍵技術(shù)研究”，采用數(shù)值模擬方法并結(jié)合已有試驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析研究深填斜坡中不同回填土體及樁體物理力學(xué)參數(shù)對(duì)樁基變形規(guī)律的影響，提出深填斜坡中樁基穩(wěn)控技術(shù)。總體來看，本文主要研

2、究成果如下:
　　(1)回填斜坡中樁基受力變形有限元分析方法研究。利用ANSYS有限元軟件對(duì)樁基在靜力荷載作用下的受力變形進(jìn)行分析，采用實(shí)體單元建模并進(jìn)行高精度的六面體網(wǎng)格劃分，克服了桿單元模擬樁基受力時(shí)不能準(zhǔn)確模擬樁土相互作用的弊端;將有限元計(jì)算結(jié)果與已有的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比，驗(yàn)證了計(jì)算回填斜坡中樁基變形時(shí)所采用的有限元方法的正確性。
　　(2)深填斜坡中單樁受力變形規(guī)律研究。通過建立不同工況下的有限元模型，對(duì)樁基變形及受力進(jìn)行

3、分析，研究了填土厚度、樁徑、回填土內(nèi)摩擦角與樁身變形之間的關(guān)系，得到了深填斜坡中樁基受力變形規(guī)律:回填斜坡中樁徑一定時(shí)，隨著填土厚度的增大，樁身變形由線彈性逐漸變?yōu)閺椝苄詳_曲變形;分析了深填斜坡中樁基變形的主要影響因素，為深填斜坡中樁基穩(wěn)控技術(shù)提出奠定了基礎(chǔ)。
　　(3)深填斜坡中雙排樁結(jié)構(gòu)穩(wěn)控技術(shù)研究。根據(jù)深填斜坡中樁身發(fā)生撓曲變形的特點(diǎn)，提出了h型、門型兩種雙排樁結(jié)構(gòu)穩(wěn)控技術(shù)方案，利用雙排樁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性減小樁身變形。為優(yōu)化雙排

4、樁設(shè)計(jì)，采用有限元方法建立不同支撐高度的數(shù)值計(jì)算模型并求解。結(jié)果表明:深填斜坡中h型結(jié)構(gòu)能夠有效減小樁頂位移，使樁身變形滿足穩(wěn)控技術(shù)指標(biāo);門型結(jié)構(gòu)對(duì)控制樁頂位移效果不明顯。
　　(4)深填斜坡中錨拉結(jié)構(gòu)穩(wěn)控技術(shù)研究。針對(duì)h型結(jié)構(gòu)穩(wěn)控方案在控制樁身最大位移方面的缺陷和不足，提出錨拉結(jié)構(gòu)穩(wěn)控技術(shù)方案，建立不同錨拉高度的有限元模型，將錨拉結(jié)構(gòu)的計(jì)算結(jié)果與h型結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比表明:錨拉結(jié)構(gòu)能夠有效減小樁頂位移及樁身最大位移，使樁身最大位移減小