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水下碎石桩物理模型试验与数值模拟

作　者: 张晶
导　师: 上官子昌
学　校:
专　业: 港口、海岸及近海工程
关键词: 碎石桩单桩模型承载力 ABAQUES 有限元
分类号: TU473.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

振冲碎石桩方法具有稳定性好、施工方便、经济等优点，因而在我国土木水利等工程中得到广泛的推广和使用。但目前在水下碎石桩的承载力和沉降等各种特性指标的研究不足，并且在水下振冲碎石桩各种不确定性因素研究与工作机理的认识也较为模糊，水下振冲碎石桩桩基础研究分析主要依靠经验公式和工程类比方法。因此，要提高水下振冲碎石桩地基基础以及机制的理论分析计算等，对提高地基工程振动研究学习有重要现实意义。本文首先介绍振冲碎石桩技术在国内外实际工程中应用情况、现阶段研究状况以及适用条件，并指出在实践中碎石桩技术存在的缺点及一些问题。研究重点对振冲碎石桩单桩的工作原理、桩土间承载力关系等进行研究分析。在承载力方面，本文中通过物理相似关系在室内碎石桩单桩破坏模型试验研究碎石桩的破坏机理。根据模型试验结果，分析了影响碎石桩侧摩阻力和端阻力，研究和分析桩侧摩阻力桩端阻力和外部负载的关系曲线。承载力规范给出的公式中的系数的计算是计算碎石桩单桩承载力修改公式。其次，通过有限元ABAQUS软件，确立了碎石桩单桩数值模型，研究碎石桩模型在外加荷载条件下的应力以及位移的变化情况。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-7
1 绪论  7-14
  1.1 振冲碎石桩地基技术及发展概况  7-11
    1.1.1 碎石桩地基基础  7-9
    1.1.2 振冲碎石桩发展概况  9-11
  1.2 振冲碎石桩地基技术特点以及研究现状  11-12
  1.3 本文研究目的和研究内容  12-14
2 振冲碎石桩室内模型试验  14-36
  2.1 振冲碎石桩承载机理分析  14-17
    2.1.1 加固处理砂性土地基的机理  15-16
    2.1.2 加固处理黏性土地基的机理  16-17
  2.2 试验模型原理以及目的  17-19
    2.2.1 碎石桩单桩竖向荷载作用模型试验原理  17
    2.2.2 相似模型原理  17-18
    2.2.3 模型试验桩注意事项  18-19
    2.2.4 模型试验的目的  19
  2.3 模型试验的前期准备及桩的制作  19-26
    2.3.1 模型试验工作装置  19-20
    2.3.2 加载装置  20
    2.3.3 试验中土样制备  20-24
    2.3.4 测量仪器  24-26
  2.4 模型桩竖向静载试验  26-28
  2.5 试验数据整理  28-32
  2.6 振冲碎石桩单桩承载力公式修正  32-35
  2.7 本章小结  35-36
3 碎石桩承载力影响因素的层次分析  36-45
  3.1 建立层次分析法模型  36
  3.2 建立影响因素集  36
  3.3 建立关系矩阵  36-37
  3.4 建立权重集  37
  3.5 一致性检验  37
  3.6 算例  37-44
  3.7 本章小结  44-45
4 振冲碎石桩数值模型研究  45-51
  4.1 有限元软件 ABAQUS 介绍以及在岩土工程应用  45
  4.2 有限元计算模型建立  45-47
  4.3 有限元计算结果与研究分析  47-50
    4.3.1 单桩承载力极限值  47-49
    4.3.2 碎石桩数学模型结果分析  49-50
  4.4 本章小结  50-51
5 结论与展望  51-53
  5.1 结论  51
  5.2 展望  51-53
参考文献  53-55
攻读硕士学位期间发表的学术论文  55-57
致谢  57-58

水下碎石桩物理模型试验与数值模拟

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