高原库区软岩嵌岩桩竖向承载力性能的研究.pdf

摘要随着云南高原库区港口工程建设的开展,软岩嵌岩桩在水库周期性水位变动导致库岸软岩地基的工程力学特性发生较大变化的条件下,其承载力特性的长期有效性成为港口工程建设中的关键问题。通过相似分析、试验规划、现场采样、配合比试验和优化设计确定地基和桩基模型的相关参数,制作地基和桩基模型,对四种不同工况地基模型下的桩基竖向承载特性进行试验研究,模型试验采用慢速维持荷载法加载,应变计测量桩身应变,荷载传感器测读桩端荷载。结合物理模型实测数据,采用数值模拟分析了三种工况下不同嵌岩深度与不同桩径桩基竖向承载力、桩侧摩阻力和桩端阻力的变化趋势,文章还对四种规范的嵌岩桩计算首先由物理模型试验可得,随着岩石强度的降低,桩基竖向承载力逐渐降低,减少幅度由小变大,与软岩由快到慢的劣化趋势相反。桩侧摩阻力达到极限时模于桩侧摩阻力的发挥,其发挥程度受到桩端砂垫层的影响。提出了把桩端阻力占改变;当嵌岩深度超过一定值后继续增加桩的嵌岩深度对增加其竖向承载力作用最后提出了高原库区水下软岩嵌岩桩设计要求、竖向承载能力确定方法以及长期方法做了对比分析,得出了如下结论:型桩产生的位移极小,其变化趋势与总承载力变化趋势相同。桩端阻力的发挥晚桩项荷载接近某一比例时的桩项荷载作为嵌岩桩的极限承载力的软岩嵌岩桩极限承载力确定方法。软岩嵌岩桩数值模拟结果表明:桩侧摩阻力的分布模式随嵌岩深度的不同而不显著;桩径的增加则可以显著增加其承载力并减小桩顶位移;桩侧单位摩阻力的发挥水平随着桩径的增加而降低。不同类型,不同强度等级的岩石参数对规范计算结果影响显著,建议规范区分岩石的不同类型与不同单轴抗压强度,合理选择桩侧摩阻力与桩端阻力系数。承载性能评价方法。关键词:模型试验;软岩嵌岩桩;承载特性;桩侧摩阻力;荷载试验;数值模拟
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第一章绪论��概述��软岩桩基承载特性研究背景、意义及国内外研究现状��.�硌易��性靥匦匝芯勘尘凹耙庖�层,且具有一定刚度和抗弯能力。桩基础能够承受更大的竖向和水平荷载,能适应高、重、大的建筑物的要求并能有效抵御地震灾害和海浪冲击。它通过采用不同材料,不同截面及不同成桩方法,支承在不同的土层中,可以作为桥台、挡土墙、码头和机械工程等各类工程结构物的基础。桩基础不仅历史悠久,而且经久耐用。我国古代许多建造于软弱的地基上重型、高耸建筑以及历史名桥都成功运用了桩基础【�俊T诼�さ娜死嗍褂没��墓��来,混凝土桩、钢筋混凝土桩、预应力混凝土桩、钢桩等以其抗压性能良好、成型方便、造价低廉等巨大优势使木桩的主导地位逐渐消失。特别是钻孔灌注桩,强度,最大程度节约了资源。随着能在土和岩石中获得大直径和超长钻孔的有效水文地质条件下的港口工程建设的难度。也使得高原库区特殊的水文地质条件下港口工程结构型式、设计方法及装卸工艺选择、陆域深挖高填的施工质量控制、基嵌岩桩承载性能及长期有效性等一系列问题成为高原库区港口工程建设中亟待解决的关键技术问题。为了有力推动云南水运规划的实施和保证在建港口码头工程建设的质量,针对高原库区特殊的水文地质条件下和周期性大变幅水位对港口工程的影响,云南省航务管理局和重庆交通大学联合提出《高原库区特殊水文地质条件下港口工程建设关键技术研究》的研究课题。其中一个子专题就是以云南桩基础是最古老的建筑型式之一,其将建筑物的上部荷载传递给地基土或岩中,基桩的类型和工艺都有了很大的发展和变化。自水泥问世和钢材批量生产以它是将混凝土灌注于事先成型的钻孔中,避免了打桩产生的噪音、振动和地面拱起等不利因素��;炷�凉嘧⒂谘也阒校�溆胫芪У难姨褰岷铣晌R桓龀惺芎稍氐�整体结构,便形成了嵌岩灌注桩,此种桩型较充分的利用了地基资源和桩身材料设备的开发,嵌岩灌注桩得到进一步的发展,成为基础建筑领域中最常用的基础形式,并取得了良好的经济和社会效益。由于云南地处山地高原,边缘地面崎岖,其修建码头的有利岸线多为水库建成后水位抬升而形成,受水库调度影响,岸坡的稳定性受水位变化影响较大,使本身己风化严重、裂隙发育的软岩变得更加不稳定