微型鋼管樁失穩(wěn)承載力理論及試驗(yàn)研究
發(fā)布時間:2020-12-12 03:16
微型鋼管樁因加固費(fèi)用低、布置靈活等優(yōu)越性在工程上被大量應(yīng)用于擋土結(jié)構(gòu)、邊坡支護(hù)、輸電線路等工程,其側(cè)向抗彎性能已有大量的研究成果,但其作為建筑物增層改造和加固糾偏的托換樁基礎(chǔ)在近幾年才開始興起,在房屋糾偏方面使用的尤為廣泛。微型鋼管樁的豎向承載力只是按照基礎(chǔ)規(guī)范給出的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計算,其實(shí)際承載力的理論及試驗(yàn)成果較少,而微型鋼管樁由于直徑較小,穿透力強(qiáng)且樁身長細(xì)比大而穩(wěn)定性不佳,存在安全隱患,其失穩(wěn)破壞模式是影響其承載力大小的關(guān)鍵。所以很有必要對微型鋼管樁的屈曲穩(wěn)定進(jìn)行研究,這對實(shí)際工程有著重要的指導(dǎo)意義。對于樁基失穩(wěn),前人有大量研究,但傳統(tǒng)方法研究樁基失穩(wěn)存在一定局限性,因其使用的撓曲線為假設(shè)形式,失穩(wěn)荷載為近似解,對于微型鋼管樁這類長細(xì)比大,抗彎剛度低的樁體,其理論計算值與工程實(shí)際值差距較大,精確求解失穩(wěn)承載力成為微型鋼管樁推廣使用不可回避問題,而求解真實(shí)失穩(wěn)撓曲線成為解決問題的關(guān)鍵。本文在兩個基本假設(shè)條件下,將樁土體系轉(zhuǎn)化為合理的數(shù)學(xué)物理模型,系統(tǒng)的求解了微型鋼管樁失穩(wěn)撓曲線的解析式,并求解出相應(yīng)的失穩(wěn)荷載。本文做的主要工作及主要結(jié)論如下:(1)在Winkler彈性地基梁的框架下...
【文章來源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】:115 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
模型箱正面圖
碩士學(xué)位論文634.1.3試驗(yàn)材料準(zhǔn)備(1)借鑒國內(nèi)外眾多室內(nèi)模型試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn),綜合考慮模型箱邊界對模型試驗(yàn)的影響,使樁體受力環(huán)境可以近似為半無限空間。本試驗(yàn)采用的模型箱尺寸為3m(長)×1.2m(寬)×2m(高)。同時,為更好的進(jìn)行試驗(yàn)觀測,模型箱面板采用有機(jī)玻璃,并配合方鋼柱、方鋼梁制成模型箱,如圖4.1-4.2所示。顯然該模型箱在便于觀測的同時,能夠承受足夠大的力而不會產(chǎn)生明顯的變形,可以滿足本模型試驗(yàn)的使用要求。圖4.1模型箱示意圖圖4.2模型箱平面圖圖4.3模型箱正面圖圖4.4模型箱側(cè)面圖(2)承臺尺寸為:15cm(長)×15cm(寬)×8cm(高),在承臺中心挖一個直徑為3cm,深度為3cm的圓柱形孔;20cm(長)×20cm(寬)×12cm(高),在承臺中心挖一個直徑為6cm,深度為6cm的圓柱形孔,25cm(長)×25cm(寬)×15cm(高),在承臺中心挖一個直徑為9cm,深度為9cm的圓柱形孔用于安裝模型樁。承臺具體尺寸如圖4.5-4.6所示。模型樁樁長分1.3m,1.5m,1.7m,樁徑分別有30mm,60mm,90mm三種形式,分兩端固定和一端固定一端自由兩種邊界條件,如圖4.7-4.9所示。采用的主要材料為有機(jī)玻璃、細(xì)砂、常溫環(huán)氧樹脂固化劑。為了使樁體與承臺能夠緊密接觸,在模型樁樁頭與承臺接觸的部分設(shè)置橡膠墊片,采用環(huán)氧樹脂膠水粘貼牢固。由于樁土需要與承臺連為一體,在樁頭與承臺的連有機(jī)玻璃板方鋼柱方鋼梁50050050050050050060060012003000300050050050050050050021882126006006001200
碩士學(xué)位論文65圖4.8兩端固定不同剛度樁基立面圖圖4.9一端自由一端固定不同剛度時樁基立面圖圖4.10不同長度樁體實(shí)物圖圖4.11不同剛度樁體實(shí)物圖新型模型樁制作工藝流程:1)模型樁樁頂?shù)某信_和樁身均采用有機(jī)玻璃材料,根據(jù)試驗(yàn)所需的承臺尺寸、樁長和樁徑,預(yù)先加工有機(jī)玻璃材料。有機(jī)玻璃承臺下部根據(jù)樁徑打孔,孔的深度根據(jù)承臺厚度確定,深度一般不宜小于承臺厚度的1/3且不大于承臺厚度的1/2。2)將加工完畢的有機(jī)玻璃棒兩端螺孔封閉,在有機(jī)玻璃棒表面均勻刷一層環(huán)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]利用透明土模型試驗(yàn)的細(xì)長樁壓曲研究[J]. 張婉璐,陳永輝,齊昌廣. 長安大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(02)
[2]細(xì)長樁屈曲的透明土物理模型試驗(yàn)研究[J]. 齊昌廣,陳永輝,王新泉,左殿軍. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2015(04)
[3]液化土體中單樁的穩(wěn)定性分析[J]. 龐峰,楊驍. 力學(xué)季刊. 2011(04)
[4]高承臺鋼管樁受壓穩(wěn)定性的試驗(yàn)研究和數(shù)值分析[J]. 賈強(qiáng),鄭愛萍,張鑫. 巖土力學(xué). 2011(06)
[5]樁基的穩(wěn)定性:理論和最新進(jìn)展[J]. 程昌鈞,朱媛媛,胡育佳. 固體力學(xué)學(xué)報. 2010(05)
[6]液化地基中樁的破壞機(jī)理研究進(jìn)展[J]. 黃雨,郝亮. 工程地質(zhì)學(xué)報. 2008(02)
[7]計入樁側(cè)摩阻力非線性特性的基樁承載力分析方法[J]. 趙明華,賀煒,鄒新軍. 湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2007(04)
[8]基樁后屈曲的攝動分析方法[J]. 趙明華,賀煒,鄒新軍. 工程力學(xué). 2006(12)
[9]n階線性變系數(shù)微分方程初值問題的矩陣解法[J]. 曹玉平. 甘肅聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2006(06)
[10]某住宅樓傾斜原因與糾偏加固處理[J]. 王寶勛,李夕兵,張忠永,鄭作棟. 巖土工程學(xué)報. 2006(07)
博士論文
[1]豎向荷載下基樁承載性狀的理論與試驗(yàn)研究[D]. 賀煒.湖南大學(xué) 2007
碩士論文
[1]濕陷性黃土地區(qū)新型鋼管復(fù)合樁承載特性研究[D]. 楊奎斌.蘭州理工大學(xué) 2018
本文編號:2911752
【文章來源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】:115 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
模型箱正面圖
碩士學(xué)位論文634.1.3試驗(yàn)材料準(zhǔn)備(1)借鑒國內(nèi)外眾多室內(nèi)模型試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn),綜合考慮模型箱邊界對模型試驗(yàn)的影響,使樁體受力環(huán)境可以近似為半無限空間。本試驗(yàn)采用的模型箱尺寸為3m(長)×1.2m(寬)×2m(高)。同時,為更好的進(jìn)行試驗(yàn)觀測,模型箱面板采用有機(jī)玻璃,并配合方鋼柱、方鋼梁制成模型箱,如圖4.1-4.2所示。顯然該模型箱在便于觀測的同時,能夠承受足夠大的力而不會產(chǎn)生明顯的變形,可以滿足本模型試驗(yàn)的使用要求。圖4.1模型箱示意圖圖4.2模型箱平面圖圖4.3模型箱正面圖圖4.4模型箱側(cè)面圖(2)承臺尺寸為:15cm(長)×15cm(寬)×8cm(高),在承臺中心挖一個直徑為3cm,深度為3cm的圓柱形孔;20cm(長)×20cm(寬)×12cm(高),在承臺中心挖一個直徑為6cm,深度為6cm的圓柱形孔,25cm(長)×25cm(寬)×15cm(高),在承臺中心挖一個直徑為9cm,深度為9cm的圓柱形孔用于安裝模型樁。承臺具體尺寸如圖4.5-4.6所示。模型樁樁長分1.3m,1.5m,1.7m,樁徑分別有30mm,60mm,90mm三種形式,分兩端固定和一端固定一端自由兩種邊界條件,如圖4.7-4.9所示。采用的主要材料為有機(jī)玻璃、細(xì)砂、常溫環(huán)氧樹脂固化劑。為了使樁體與承臺能夠緊密接觸,在模型樁樁頭與承臺接觸的部分設(shè)置橡膠墊片,采用環(huán)氧樹脂膠水粘貼牢固。由于樁土需要與承臺連為一體,在樁頭與承臺的連有機(jī)玻璃板方鋼柱方鋼梁50050050050050050060060012003000300050050050050050050021882126006006001200
碩士學(xué)位論文65圖4.8兩端固定不同剛度樁基立面圖圖4.9一端自由一端固定不同剛度時樁基立面圖圖4.10不同長度樁體實(shí)物圖圖4.11不同剛度樁體實(shí)物圖新型模型樁制作工藝流程:1)模型樁樁頂?shù)某信_和樁身均采用有機(jī)玻璃材料,根據(jù)試驗(yàn)所需的承臺尺寸、樁長和樁徑,預(yù)先加工有機(jī)玻璃材料。有機(jī)玻璃承臺下部根據(jù)樁徑打孔,孔的深度根據(jù)承臺厚度確定,深度一般不宜小于承臺厚度的1/3且不大于承臺厚度的1/2。2)將加工完畢的有機(jī)玻璃棒兩端螺孔封閉,在有機(jī)玻璃棒表面均勻刷一層環(huán)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]利用透明土模型試驗(yàn)的細(xì)長樁壓曲研究[J]. 張婉璐,陳永輝,齊昌廣. 長安大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(02)
[2]細(xì)長樁屈曲的透明土物理模型試驗(yàn)研究[J]. 齊昌廣,陳永輝,王新泉,左殿軍. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2015(04)
[3]液化土體中單樁的穩(wěn)定性分析[J]. 龐峰,楊驍. 力學(xué)季刊. 2011(04)
[4]高承臺鋼管樁受壓穩(wěn)定性的試驗(yàn)研究和數(shù)值分析[J]. 賈強(qiáng),鄭愛萍,張鑫. 巖土力學(xué). 2011(06)
[5]樁基的穩(wěn)定性:理論和最新進(jìn)展[J]. 程昌鈞,朱媛媛,胡育佳. 固體力學(xué)學(xué)報. 2010(05)
[6]液化地基中樁的破壞機(jī)理研究進(jìn)展[J]. 黃雨,郝亮. 工程地質(zhì)學(xué)報. 2008(02)
[7]計入樁側(cè)摩阻力非線性特性的基樁承載力分析方法[J]. 趙明華,賀煒,鄒新軍. 湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2007(04)
[8]基樁后屈曲的攝動分析方法[J]. 趙明華,賀煒,鄒新軍. 工程力學(xué). 2006(12)
[9]n階線性變系數(shù)微分方程初值問題的矩陣解法[J]. 曹玉平. 甘肅聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2006(06)
[10]某住宅樓傾斜原因與糾偏加固處理[J]. 王寶勛,李夕兵,張忠永,鄭作棟. 巖土工程學(xué)報. 2006(07)
博士論文
[1]豎向荷載下基樁承載性狀的理論與試驗(yàn)研究[D]. 賀煒.湖南大學(xué) 2007
碩士論文
[1]濕陷性黃土地區(qū)新型鋼管復(fù)合樁承載特性研究[D]. 楊奎斌.蘭州理工大學(xué) 2018
本文編號:2911752
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