挤扩支盘灌注桩挤扩成盘技术研究

摘要

挤扩支盘灌注桩是近年来在工程界有较强生命的新桩型，具有良好的社会与经济效益，其成盘设备—液压挤扩支盘成形机在施工中具备无振动、低噪音、环保性能突出的特点。然而，支盘桩技术在理论研究和实际应用过程中还存在一些值得探讨的问题，该桩型成盘过程以及成盘设备尚须进一步研究。 本文首先介绍了支盘桩及其成盘设备的现状与发展，说明了支盘桩施工工艺以及成盘过程；其次，在分析了作业工况的基础上，针对成形机的不足，进行了支盘成形机的结构设计；然后，运用三维实体建模软件SolidWorks将设计出的结构进行了建模，并说明了设计特点；根据球形孔扩张理论并通过假定挤扩过程工臂载荷服从二次曲线分布分析了成盘过程的支、盘腔内应力及工臂上载荷情况；建立主要工作机构的理论力学模型，并运用有限元静态分析理论，采用有限元分析软件COSMOS对分析了主要工作机构；最后，运用虚拟样机仿真的理论，采用动力学仿真软件ADAMS建立挤扩设备主机的机械和液压系统，实现了主机挤扩成盘过程的机械与液压系统联合仿真。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景和意义

1.1.1前言

1.1.2挤扩支盘灌注桩简介

1.1.3挤扩支盘灌注桩的特点

1.1.4挤扩支盘灌注桩的施工工艺过程

1.1.5挤扩支盘灌注桩支盘成形设备

1.2研究现状和发展趋势

1.2.1国外研究现状

1.2.2国内研究现状

1.2.3施工设备存在问题

1.2.4发展趋势

1.3课题来源和研究内容

第二章液压支盘成形机成盘设备机械部分的结构设计

2.1引言

2.2支盘挤扩机构及其工作原理简介

2.3支盘成形设备的主机结构设计

2.3.1液压支盘成形机作业过程

2.3.2主机挤扩阻力工况特点基本简析

2.4主机设计方案的确定

2.5设计原始数据及技术参数确定

2.5.1技术参数确定的基本过程

2.5.2原始技术参数的确定

2.5.3挤扩机构的主要几何参数的确定

2.6液压支盘成型机的机械部分实体建模

2.6.1主机的主要机械零、部件建模

2.6.2接长管的主要机械零、部件建模

2.6.3其他部件三维建模

2.6.4整机装配及渲染

2.7本章小结

第三章球形孔扩张理论估算支盘桩扩孔挤压效应

3.1引言

3.2球形孔扩张问题基本方程

3.3球形孔孔扩展问题弹性解

3.4 COULOMB材料球形孔扩张问题弹塑性解

3.4.1应力计算

3.4.2塑性区平均应变△的推导

3.5用球形孔扩张理论分析挤扩过程及估算载荷

3.6本章小结

第四章液压支盘成形机主机机械结构的有限元分析

4.1引言

4.2有限元软件COSMOS/WORKS的选择与应用

4.3工作机构的主要构件的受力状态分析

4.3.1主机整机约束条件的限定与简化

4.3.2机构各构件的受力状况

4.3.3工作机构力学方程的建立

4.4销轴和工臂的有限元分析

4.4.1销轴的有限元分析

4.4.2工臂体的有限元分析

4.5本章小结

第五章液压支盘成形机主机机械、液压系统联合仿真

5.1引言

5.2液压虚拟样机仿真技术及动力学软件简介

5.3液压支盘成形机主机机械系统虚拟样机的建立

5.3.1液压支盘成形机主机仿真三维实体模型在ADAMS中导入

5.3.2建立主机的虚拟样机

5.4液压支盘成形机主机液压系统的建立

5.4.1液压系统建模与仿真原理

5.4.2建立主机液压系统

5.5主机虚拟样机机械、液压系统的联合仿真

5.6本章小结

第六章总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文和参与的科研项目