某长江公路大桥主塔桩基础群桩效应研究

摘要

近年来，随着国内交通运输基础设施建设的加快，大跨度大桥的建设也日益增多，大直径灌注桩基础的设计成为一个新的课题。然而，承受巨大上部荷载的桥梁桩基，往往具有超长、大直径而又密集布桩等特点，群桩效应十分显著，建立在小直径桩试验基础上的规范也无法涵盖这些史无前例的特大型桩基工程的设计，因此，由于相关理论的不完善和经验的不足，对于此类超长大直径群桩的设计存在一定的技术难度，亟需通过详细而周到的计算分析，得到充分论证。 本文研究课题来自于某长江大桥桥墩桩基础设计问题，研究桩基的群桩效应和在上部荷载作用下群桩的沉降问题。本文首先讨论群桩效应的计算理论，并应用有限单元法对该实际工程进行了数值计算。为了揭示群桩受力的特点，在分析实际工程以前，利用ABAQUS有限元软件，建立两个相对简单的模型(单桩和群桩)来模拟桩基础在不同荷载作用下的沉降、桩侧摩阻力、桩端阻力、桩周土体位移等工作性状，通过对比分析单桩和群桩结果的迥异，找出了桩土相互作用的一些规律，同时也为分析实际工程打下基础。 本文利用ABAQUS软件分析计算了某长江公路大桥南北两个桥墩群桩基础在上部荷载作用下的群桩效应，并选取了几个具有代表性的特殊桩来反映群桩在上部荷载作用下的规律，得到了一些有益的结论，为大桥群桩基础设计提供很好的参考。

目录

文摘

英文文摘

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第1章绪论

1.1前言

1.2桩基础的发展历史和应用现状

1.3大直径灌注桩的技术特点

1.4本文研究目的和内容

第2章 群桩效应的计算理论

2.1概述

2.2群桩效应

2.2.1桩侧阻力的群桩效应

2.2.2端阻力的群桩效应

2.2.3承台土抗力的群桩效应

2.2.4桩顶荷载分布

2.2.5群桩沉降

2.2.6群桩破坏模式

2.3群桩基础承载力的计算方法

2.3.1由单桩极限承载力计算群桩极限承载力

2.3.2 Terzaghi、Peck(1967)假设群桩与桩间土的作用类似于刚性的实体基础

2.4群桩基础沉降计算方法

2.4.1等效作用分层总和法

2.4.2弹性理论法

2.4.3等代墩基法

2.4.4原位测试估算法

2.4.5数值分析方法

2.5本章小结

第3章 有限单元法基本理论及应用

3.1有限单元法

3.2大型商用软件ABAQUS简介

3.3桩土分析模型

3.3.1桩模型

3.3.2土模型

3.3.3桩土接触面模型

3.4算例

3.5本章小结

第4章 单桩和群桩模拟分析

4.1模型

4.2单桩和群桩计算及结果分析

4.2.1计算步

4.2.2沉降量分析

4.2.3桩身轴力分析

4.2.4桩侧摩阻力分析

4.2.5桩顶及桩底应力分析

4.3重力问题

4.4本章小结

第5章 某长江公路大桥群桩基础的非线性分析

5.1有限元模型的建立

5.1.1计算范围

5.1.2边界条件

5.1.3计算参数的选取及其选用依据

5.1.4计算工况荷载的选取

5.1.5模型计算网格的划分

5.2有限元法计算成果分析

5.2.1竖向静荷载作用下的模型对称面处的位移云图

5.2.2桩顶沉降与应力分布

5.2.3典型基桩受力分析

5.3本章小结

第6章 结论与展望

6.1结论

6.2进一步工作的方向

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果