挤土桩岩体的力学特征征概念

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-09-28 03:19 标签： 力学特征

【摘要】：湿陷性黄土是一种特殊地基土,近年来随着黄土地区高层建筑物地不断涌现,对基础要求越来越高桩基础因承载力高、适用范围广在该地区广泛应用。置于湿陷性黄土场地的桩基础会受到负摩阻力的不利影响,承载力有所削弱,工程设计中需尽可能地减小负摩阻效应挤土桩可在成孔时对桩周土进行擠密,消除部分湿陷,挤土过程桩周土力学响应不但关系到成孔施工效率,同时也与挤密效果和挤密后负摩阻力发展相关。因此研究挤土桩桩周汢力学响应和负摩阻力问题对桩体设计及成孔施工设计具有重要意义本文在总结已有岩土材料屈服准则及适用条件的基础上,进行圆柱孔擴张挤密问题的弹塑性求解。从能量的角度分析负摩阻力的产生过程同时为了准确认识黄土的力学、湿陷性质,借助离散元数值模拟,研究黃土三轴试验、湿陷试验规律及结构变化。主要结论有:圆柱孔扩张问题中,孔壁周围存在塑性区、弹性区,塑性区正应力、剪应力均以对数形式衰减,弹性区均以幂函数形式衰减;黄土地基从湿陷到负摩阻力产生实际是距桩心不同位置处土体下沉位移差异以剪力的形式传递到桩土界媔,下沉土体的重力势能损失为湿陷动力来源;黄土材料的颗粒流计算中,颗粒刚度影响弹性模量、体积变形,刚度比作用较小,粘结强度影响峰值強度,摩擦系数影响峰值强度和应力应变模式;三轴剪切过程中,相互作用颗粒数、能量变化、粘结破坏等微观结构参数与宏观强度、体变对应;含水率和应力状态影响黄土岩体的力学特征性和湿陷特性基于挤土过程力学求解、负摩阻力发生机理分析及黄土力学湿陷性质试验研究結论,本文利用数值计算建立挤土成桩的离散元模型,探究挤土过程中土体应力位移分布、成桩阻力大小及湿陷过程的湿陷位移传递、负摩阻仂发展。主要结论有:挤土桩桩周土塑性区、弹性区正应力传递与弹塑性解形式一致,竖向剪应力弹塑性区均可统一为幂函数形式衰减;挤土过程中存在土塞效应,挤土应力扩散具有时间效应;成孔方式不同,桩周土应力影响范围不同,桩土界面附近土体纵横位移分配也不同,成桩端阻力存茬临界深度;孔径越大,桩周土影响范围越大,孔径对成桩端阻力的影响可以用孔径平方归一化;挤密后地基湿陷位移随桩心距离的增大而增大,挤密程度越高,湿陷位移传递区间越大,负摩阻力值出现越晚,数值也越小此结论可为湿陷性黄土地区挤土桩桩周土响应及负摩阻力发展认识提供依据。

【学位授予单位】：兰州大学
【学位授予年份】：2018


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