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倾斜荷载下基桩的受力研究

随着大跨径桥梁和高层建筑的高速发展,倾斜或轴、横向荷载同时作用下基桩的受力分析日益重要。国外对该问题的研究,目前尚限于倾斜极限荷载的确定及对张氏法的探讨,试验上多为室内模型试验,国内虽已作了部分工作,但也只是初步的,且尚未见试验报导。本文在对国内外倾斜荷载桩的受力分析和应用研究现状进行综合分析的基础上,通过大量理论和模型试验分析,针对我国工程应用开展研究,获得如下重要成果:1.通过建立倾斜或轴、横向荷载同时作用下基桩挠曲微分方程,以我国现行各规范指定的m法为基本原则,采用幂级数求解,研究推导出一整套适合于我国工程应用的倾斜荷载受力桩(或轴、横向荷载同时作用)的设计理论和计算方法,在该理论中提出了考虑桩顶轴力和桩身自重的无量纲化参数λ和κ,以及求解桩身最大弯矩值的四个无量纲系数A_5、B_5、C_5、D_5,引入了结构力学P—Δ效应和等效换算原理,成功地解决了桩柱式桥墩在汽车制动力、风力、桥梁自重、车辆自重以及桩身自重、桩侧摩阻力  (本文共132页) 本文目录 | 阅读全文>>

湖南大学
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倾斜偏心荷载下基桩受力分析与室内模型试验研究

桥梁工程中基桩往往承受竖向荷载、水平荷载、偏心弯矩等复杂荷载作用,其受力特性较单一荷载情况下要复杂得多。本文结合国家自然科学基金“陡坡段桥梁桩基设计理论与数值模拟方法研究”课题,对倾斜偏心等荷载下基桩的受力特性及其分析方法进行较系统深入的研究,具有重要的理论与工程实际意义。本文首先在综合分析和评价国内外倾斜受荷桩研究工作的基础上,系统论述了倾斜荷载下基桩的受力特性、荷载传递机理及其影响因素,从而假定地基系数分布函数为C(z)=mz+C,导得了成层地基中倾斜偏心荷载下、考虑P-?效应及桩身自重与桩侧摩阻力等复杂情况下基桩内力及位移分析的幂级数解,并开发出相应的Inclinsys计算程序。继而假定桩身位移为三次幂函数,结合幂级数解答中倾斜偏心荷载下基桩受力微分方程确定的桩身弯矩、剪力与桩身水平位移关系,提出了计入P-?效应的杆单元刚度方程及改进的有限杆单元方法,并开发出能考虑成层地基倾斜偏心荷载、桩自重、水平或竖向分布荷载等复杂荷载...  (本文共94页) 本文目录 | 阅读全文>>

湖南大学
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岩质边坡桥梁基桩受力分析的理论与试验研究

随着我国西部大开发战略的实施,高等级公路建设将大量穿越崇山峻岭区,以往盘山公路的形式已经无法满足人们对交通运输快速、安全、便捷的需要,而出于保护山区植被的考虑,对山岭进行大砍大挖更不可行,故一般采用隧道或高架桥的形式穿越,在该类高架桥工程中桩基础的使用不可避免。此时基桩受力复杂,其承载机理及受力分析计算方法与常规桩基存在许多不同,常规计算方法已难以应用。该类基桩相应的设计计算及安全监控均缺乏相应的规范指导,存在较大的盲目性。本文结合国家自然科学基金“陡坡段桥梁桩基设计理论与数值模拟方法研究”(50578060)和湖南省交通厅科技项目“高陡边坡段桥梁桩基设计与防护技术研究(200513)”课题,以解析法、数值方法、室内及现场试验为手段,对岩质边坡的桥梁桩基的承载机理及受力分析进行了探讨,主要在以下几个方面进行了研究:本文首先通过对国内外已有有关研究文献的综合分析,较深入地探讨和总结了复杂荷载作用下岩质边坡桥梁基桩的承载机理及工作性...  (本文共160页) 本文目录 | 阅读全文>>

湖南大学
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倾斜荷载下基桩受力分析的无单元伽辽金法及应用研究

基桩尤其是倾斜荷载下基桩的受力分析与设计理论研究一直是工程界普遍关注的热点问题之一。目前,我国现行规范对倾斜荷载下基桩的受力分析采用竖向和水平荷载分别计算然后进行迭加的分析方法,其计算模型存在诸多不足。因此,本文结合倾斜荷载下基桩的工程特点,引进能反映复杂边界条件的无单元数值分析方法,对倾斜荷载下基桩的受力分析方法进行了较深入的分析与研究。首先,在探讨基于变分原理与修正变分原理的无单元伽辽金法的基本原理基础上,引进拉格朗日乘子法和罚函数法,较好地解决了位移边界条件及材料不连续界面位移连续条件问题;并引进混合迭代法即增量初应力法,解决了弹塑性非线性问题无单元分析的求解方法问题,并开发了针对材料线弹性、材料不连续及材料弹塑性等问题的无单元伽辽金法分析程序。然后,针对倾斜荷载下基桩内力分析的特点,利用前述本文开发的无单元伽辽金法分析程序,重点探讨了倾斜荷载下基桩内力分析的无单元分析方法。该方法可以考虑复杂静力荷载(如水平、竖向及倾斜荷...  (本文共82页) 本文目录 | 阅读全文>>

广西大学
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陡坡段桥梁高承台基桩受力特性与P-Δ效应分析

由于西部地形以山区为主,许多公路桥梁的建造不得不依托高陡边坡,由此形成了复杂的基桩受力体系。陡坡段桥梁高承台基桩不同于普通的平地桩,除了承受来自上部结构的竖向自重荷载,横向风荷载、汽车制动荷载、地震荷载外,由于基桩处于陡峭边坡上,桩身同时受到了来自边坡的侧向土压力,形成组合荷载。同时承台的形式使得基桩不可避免的出现部分较长的外露段,外露段的存在将导致基桩产生不容忽视的二阶效应,即“P-△效应”。本文首先对陡坡段桥梁基桩在各类荷载作用下的承载机理及破坏性状进行深入探讨,发现陡坡段桥梁高承台基桩的破坏模式除了囊括单纯横向、竖向荷载作用下的全部破坏模式外,还有其独特的组合破坏模式。滑坡推力的分布范围及分布形式将对基桩的破坏模式起到关键性影响。然后,采用大型有限元分析软件ABAQUS建立陡坡段桥梁高承台单、双桩模型,分析研究了桩身的弯矩、变形及“P-△效应”,并通过多组数值模型从荷载水平、桩身内部环境、外部环境三个方面对多个影响因素的敏...  (本文共88页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
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坡顶斜向受荷桩承载性能的计算分析与模型试验研究

随着山区城市建设与电力交通建设的迅速发展,可利用土地资源愈发匮乏,许多高层建(构)筑物与高耸结构物(如高层建筑、高架桥梁、高压输电线塔、信号传送塔等)不得不直接修建在山坡顶面上等复杂地质条件下,此时桩基不仅用于加固边坡,而且同时作为建筑物的基础,具有承重和阻滑双重功能,又兼有抵抗风荷载、地震惯性力所引起的水平荷载或倾斜荷载及力矩荷载的瞬时或循环作用,其受力性状远比抗滑桩和水平地面受荷桩复杂。对这种位于斜坡顶面上受倾斜荷载或复合加载作用的桩基而言,其桩—土—边坡相互作用机理、荷载传递规律、基桩工作性能等尚不十分明确,传统的基桩计算方法与分析理论难以适用,亟待开展深入而细致的研究。为此,本文结合辽宁省自然科学基金项目,针对边坡顶面上受倾斜荷载与力矩荷载作用的复合受荷桩开展了基桩工作性能的计算分析方法研究,并通过室内模型试验深入探讨了边坡顶面上倾斜受荷桩的工作机理和承载性能,以期为边坡顶面上斜向受荷桩的设计提供技术支持。本项研究对于丰...  (本文共127页) 本文目录 | 阅读全文>>