软土地区桩侧堆载对桩身侧向变形的影响研究

来源 :中国铁道科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tkxj501
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软土地区修建高速公路过程中,桩基的临近堆载往往会造成下覆土层侧向位移,导致临近桩基产生水平偏位,引起上部结构损坏,甚至酿成事故。论文以深圳大空港纳土运输便道工程为背景,针对堆载造成下覆土体发生侧移甚至绕桩流动等现象,开展了相关的研究与分析,取得了较好的理论和工程使用价值。相关内容如下:  一是论文具体提出了一种将桩土相对位移模型(p-d法)与m值法相结合的方法(论文统一称为p-d-m法),考虑土为理想弹塑性材料,引入桩侧极限土压力的概念,解决软土地区地面堆载对桥梁基桩的影响问题;采用有限差分法求得弹塑性解,编制相应的MATLAB程序;选取文献实例进行验证,计算值与实验值基本相符,从而证明该方法的可靠性和有效性。  二是考虑离散元在模拟大变形与破坏等方面的优越性,基于颗粒流理论及PFC程序,建立流动土体作用下的被动桩模型。数值模拟计算结果表明:桩周土存在明显的绕桩现象,且桩身位移、桩身弯矩和剪力在墙体推动土体流动的过程中,呈现出相似的规律,大致可以分为三个阶段:开始处于土颗粒压缩阶段,桩所受荷载很小,位移及内力变化不大;压缩到一定程度后,桩身位移及内力开始迅速增加;最后阶段桩身位移及内力不再发生变化,此时桩土相互作用处于稳定的动态平衡中。将PFC模拟值与MATLAB程序计算值作对比,两者基本相符合,互相印证结果的正确性,也较好地揭示了桩土作用机理和影响规律。  三是采用p-d-m法,分析路面荷载大小、地基水平抗力系数的比例系数、不排水强度、堆载坡度、土体刚度和桩径对桩侧移的影响规律,其中路面荷载、堆载坡度等的增大对桩侧移起促进作用,土体刚度、强度和桩径刚度的增大却会限制桩侧移的发展。  四是以深圳大空港纳土运输便道工程为依托,首先对现场情况、水文地质条件、物质力学参数、控制标准及其它计算条件进行了梳理和总结,然后采用p-d-m法,对路基加固和不加固方案进行简化分析,并与实际监测结果作对比,证明加固方案的可行性以及程序的适用性,最后考虑该工程实际工况的复杂性,采用三维有限元软件MIDAS进行全过程模拟,作进一步探讨分析。
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