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循环荷载下有无侧向约束复合地基工作性状研究

作　者: 肖佳兴
导　师: 刘杰
学　校: 湖南工业大学
专　业: 岩土工程
关键词: 循环荷载复合地基夯实水泥土桩侧向约束数值模拟
分类号: TU47
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本文依托国家自然科学基金循环荷载下土工格室-夯实水泥土楔形桩复合地基工作机理研究项目，采用室内模型试验和数值模拟相结合的手段，对循环荷载作用下有无侧向约束夯实水泥土桩复合地基的工作性状展开了对比研究，获得了如下结论。1、基于循环荷载作用下夯实水泥土桩复合地基室内模型试验结果，探讨了循环荷载作用次数对复合地基沉降的影响。研究结果表明：夯实水泥土桩复合地基，存在临界循环荷载比及荷载作用次数的临界值。当循环荷载比小于临界循环荷载比，而循环荷载作用次数小于相应的临界值，或当循环荷载比大于临界循环荷载比，复合地基沉降与作用次数关系几乎呈线性关系。2、研究了循环荷载对桩土应力比的影响。研究结果表明：桩土应力比随循环荷载比的增加而增加，且随荷载作用次数的增加而降低，但当荷载作用次数超过临界值，桩土应力比几乎不随荷载作用次数的变化而变化。3、研究了循环荷载对桩身荷载传递规律的影响。研究结果表明：桩身应力随荷载作用次数的增加而增加，桩身最大应力并不在桩顶，而是位于桩顶下0.25-0.3倍桩长处。4、基于循环荷载作用下有无则向约束夯实水泥土桩复合地基室内模型对比试验结果，探讨了循环荷载下有无侧向约束夯实水泥土桩复合地基在工作性状方面的差异。研究结果表明，侧向约束能提高复合地基的临界循环荷载比，增强复合地基抵抗变形的能力；侧向约束对限制软土的侧向变形，提高复合地基的承载能力具有较好的效果。5、运用FLAC3D建立了有无侧向约束夯实水泥土桩复合地基三维数值模拟模型，并将数值模拟结果与实测结果进行了对比，验证了模型的合理性和可靠性。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章绪论  10-22
  1.1 研究背景、研究意义  10-11
  1.2 夯实水泥土桩复合地基简介  11-12
    1.2.1 发展概况  11-12
  1.3 研究现状  12-18
    1.3.1 水泥土桩研究现状  12-13
    1.3.2 动荷载作用下水泥土桩研究现状  13-16
    1.3.3 水泥土桩数值模拟研究现状  16-17
    1.3.4 侧向变形研究现状  17-18
  1.4 夯实水泥土桩复合地基承载力和沉降计算概述  18-21
    1.4.1 夯实水泥土桩复合地基概述  18
    1.4.2 夯实水泥土桩强度概述  18
    1.4.3 夯实水泥土桩复合地基荷载传递特性概述  18-19
    1.4.4 夯实水泥土桩复合地基承载力的计算  19-20
    1.4.5 夯实水泥土桩沉降计算方法研究  20-21
  1.5 本文主要研究内容  21-22
第二章循环荷载下无侧向约束夯实水泥土桩复合地基模型试验  22-32
  2.1 试验目的  22
  2.2 试验装置  22-23
  2.3 试验材料  23-24
    2.3.1 试验用土  23
    2.3.2 模型桩  23
    2.3.3 试验测量工具以及布置  23-24
    2.3.5 模型桩成桩  24
  2.4 试验方案  24-26
    2.4.1 夯实水泥土桩静载试验  25
    2.4.2 夯实水泥土桩循环荷载试验  25-26
  2.5 试验结果与分析  26-31
    2.5.1 循环荷载作用夯实水泥土桩复合地基沉降特性分析  26-28
    2.5.2 夯实水泥土桩复合地基桩土应力比分析  28-29
    2.5.3 夯实水泥土桩复合地基中桩身应力分布规律  29-31
  2.6 本章小结  31-32
第三章循环荷载下有无侧向约束夯实水泥土桩复合地基模型试验对比分析  32-44
  3.1 引言  32
  3.2 试验目的  32
  3.3 试验材料  32-34
  3.4 试验方案  34-35
    3.4.1 有侧向约束夯实水泥土桩静载试验  34-35
    3.4.2 夯实水泥土桩循环荷载试验方案  35
  3.5 试验结果与分析  35-42
    3.5.1 有侧向约束夯实水泥土桩复合地基沉降特性分析  35-36
    3.5.2 有无侧向约束复合地基沉降对比分析  36
    3.5.3 有侧向约束夯实水泥土桩复合地基中桩的沉降分布特性分析  36-37
    3.5.4 有无侧向约束复合地基桩沉降对比分析  37
    3.5.5 有侧向约束夯实水泥土桩复合地基中桩间土沉降分布特性分析  37-38
    3.5.6 有无侧向约束复合地基桩间土沉降对比分析  38-39
    3.5.7 有侧向约束夯实水泥土桩复合地桩土应力比分析  39-40
    3.5.8 有无侧向约束夯实水泥土桩复合地桩土应力比分析  40
    3.5.9 有侧向约束夯实水泥土桩复合地桩身应力传递规律  40-42
    3.5.10 有无侧向约束夯实水泥土桩复合地桩身应力传递规律  42
  3.6 本章小结  42-44
第四章有无侧向约束夯实水泥土桩复合地基数值模拟  44-55
  4.1 引言  44
  4.2 FLAC3D 简介  44-46
    4.2.1 专一性  44
    4.2.2 开放性  44-45
    4.2.3 FLAC3D 的计算特征  45
    4.2.4 FLAC3D 的求解流程  45-46
    4.2.5 FLAC3D 的应用范围  46
  4.3 FLAC3D 计算原理  46-47
    4.3.1 有限差分法  46-47
    4.3.2 混合离散法  47
  4.4 FLAC3D 动力反应分析  47-49
    4.4.1 概述  47-48
    4.4.2 FLAC3D 动力计算采用的本构模型  48-49
    4.4.3 动力荷载和边界条件  49
  4.5 夯实水泥土桩复合地基模型  49-50
  4.6 数值模拟计算结果  50-53
  4.7 实测结果与数值模拟结果对比分析  53-54
  4.8 本章小结  54-55
第五章结论与展望  55-57
  5.1 结论  55-56
  5.2 展望  56-57
参考文献  57-61
攻读学位期间主要的研究成果  61-62
致谢  62

循环荷载下有无侧向约束复合地基工作性状研究

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