海河开启桥基桩自平衡测试与有限元分析

海河开启桥基桩自平衡测试与有限元分析

论文摘要

目前国内外设计荷载达到万吨以上的基桩越来越多,而水上试桩,坡地试桩,狭窄场地试桩等各种各样的试桩条件更是不断的出现。显然传统的静载试验已经渐渐难以适应不断发展的基桩荷载试验。自平衡测试法则是解决桩基荷载试验中的诸多问题的有效途径。自平衡测试法在大吨位基桩试桩中所表现出来的实用性,对各种试桩条件的适应性充分体现了这种试桩方法的光明前景。海河开启桥开启角度85°,其主墩单桩承载力约22000kN,承载力较大,基桩位于河床底部,传统的静载试桩需要运输大量的堆载物,由于开挖条件的局限性,传统的静载试桩是十分困难的,因此采用自平衡测试法是比较合理的选择,解决了水上试桩条件下传统静载试验测试困难的问题。自平衡测试法与传统静载试验的加载方式、桩身实际受力状态、桩土之间的相互作用和荷载的传递机理都存在着差异,这使得自平衡测试法和传统的静载测试有一定差异,因此必须根据自平衡加载方式下桩土相互作用机理建立合理的数理模型,并采取科学的数据转换方法,实现自平衡测试结果向传统静载的准确转换,从而得到更加准确的测试结果。本文主要介绍了工程实践中常用的两种等效转换方法,并推导出正负摩阻法用以等效转换。并采用ABAQUS分析软件选取合理的单元类型以及和实际工程基本相同的材料参数,对比实际工程,数值分析了荷载箱放置在不同位置时对测试结果的影响程度以及几种情况下测试结果产生的原因。结果表明:当荷载箱放置点偏离平衡位置距离不超过上段桩或者下段桩长度的5%时,则可以保证所测得的荷载误差范围在5%以内。最后,在全面总结论文工作的基础上,给出了一些结论,提出了本课题尚有待进一步深入研究的一些问题。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题来源
  • 1.2 桩基础的发展现状及测试方法
  • 1.2.1 桩基础的发展现状
  • 1.2.2 测试方法
  • 1.3 问题的提出
  • 1.4 本文的主要内容
  • 第二章 自平衡测试方法
  • 2.1 国内外发展概况
  • 2.2 自平衡测试法的试验方法
  • 2.2.1 试验原理
  • 2.2.2 试验时间
  • 2.2.3 加载方式
  • 2.2.4 加卸载与位移观察
  • 2.2.5 承载力的确定
  • 2.3 自平衡测试法的特点
  • 第三章 等效转换方法
  • 3.1 荷载传递机理
  • 3.2 向传统静载结果的转换
  • 3.2.1 经验转换法
  • 3.2.2 精确转换法
  • 3.2.3 正负摩阻法
  • 3.3 三种转换方法的对比分析
  • 第四章 荷载箱放置位置及采用ABAQUS的有限元分析
  • 4.1 埋设位置
  • 4.2 荷载箱位置对测试的影响
  • 4.3 有限元分析
  • 4.3.1 引言
  • 4.3.2 ABAQUS 有限元软件简介
  • 4.3.3 荷载箱置于桩中不同位置的数值分析
  • 第五章 工程实例应用分析
  • 5.1 工程简介
  • 5.2 桩的参数和工程地质状况
  • 5.3 自平衡测试试验
  • 5.3.1 试验装置
  • 5.3.2 试验方法
  • 5.3.3 试验结果及分析
  • 5.4 基桩完整性测试
  • 5.4.1 测试装置
  • 5.4.2 桩身完整性判据
  • 5.4.3 测试结果及分析
  • 第六章 结论与展望
  • 6.1 结论
  • 6.2 展望
  • 参考文献
  • 发表论文和参加科研情况说明
  • 致谢
  • 相关论文文献

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