堆載作用下既有橋梁群樁基礎承載特性分析.pdf

1、隨著我國鐵路、公路建設規(guī)模的持續(xù)發(fā)展，鐵路、公路橋梁的總里程不斷增加，但由于施工條件和環(huán)境等各種因素的限制，經常會出現(xiàn)天然沖填土及施工中的棄方填土在橋下樁基周圍大面積堆積的情況。
　　堆填土荷載作用的結果主要表現(xiàn)在兩個方面，一方面使樁周土產生水平位移，引起橋梁樁基產生彎曲變形，從而造成上部結構偏移甚至無法正常運營;另一方面使樁周土體進一步固結，土體與樁身發(fā)生相對位移，樁周產生較大的負摩阻力，進而降低樁基的承載力并產生不均勻沉降?？?/p>

2、以看出，堆載作用對橋梁樁基礎承載力及變形產生的不利影響對鐵路運輸及人民生命財產安全構成了嚴重的威脅，因此考察堆載作用下既有橋梁群樁基礎承載特性及變形規(guī)律，評價其是否滿足設計承載力及變形的要求是十分必要。
　　本文在總結國內外近年來偏載作用對橋梁樁基承載特性的影響分析的基礎上，由彈性理論推導出了在不同堆載等級、堆載距離下樁基承載力的理論計算公式;與理論計算相對應，建立了三維有限元模型，分析了隨著堆載等級及距離變化單樁和群樁樁基承載力

3、及變形的發(fā)展規(guī)律;在此基礎上，建立了群樁基礎三維有限元固結分析模型，研究了樁基沉降及內力隨時間的變化規(guī)律，并與現(xiàn)場橋梁樁基礎沉降實測數(shù)據(jù)進行了對比分析，驗證了理論分析和數(shù)值計算的正確性。本文的主要研究成果如下:
　　(1)調研了堆載作用下橋梁樁基礎承載特性及變形的理論計算及分析方法，介紹了堆載作用下樁基受力特性及其復雜性，為本文的研究奠定了理論基礎。
　　(2)基于彈性理論中半無限空間表面上作用一豎向集中力F時，半空間內任一

4、點的應力和位移的彈性力學解，針對應力及位移問題求解的復雜性，借助Matlab編程構建了相應的計算程序，推導出堆載狀態(tài)下樁周土任一點的應力和位移，從而推導出任意堆載等級、堆載距離下單樁基礎承載力的解析解;根據(jù)理論計算模型，建立了三維數(shù)值計算模型，研究了隨堆載等級及距離變化，單樁及群樁基礎的承載力及群樁效應系數(shù)的發(fā)展規(guī)律，與理論計算進行了對比分析，提出了不同堆載距離對應的安全堆載等級的計算公式。
　　(3)以大麗線深厚軟土區(qū)大區(qū)域堆載