組合荷載下考慮沖刷效應(yīng)的單樁承載性能研究

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1、學(xué)校代碼：10286分類號：TU4密級：公開UDC：624學(xué)號：151101工程碩士學(xué)位論文組合荷載下考慮沖刷效應(yīng)的單樁承載性能研究研究生姓名：王其昊導(dǎo)師姓名：龔維明教授曹學(xué)勇高工申請學(xué)位類別工程碩士學(xué)位授予單位東南大學(xué)工程領(lǐng)域名稱建筑與土木工程論文答辯日期2018年6月7日研究方向巖土工程學(xué)位授予日期2018年月日答辯委員會主席盧建峰高工評閱人S1800729-1S1800729-22018年6月8日碩士學(xué)位論文組合荷載下考慮沖刷效應(yīng)的單樁承載性能研究專業(yè)名稱：建筑與土木工程研究生姓名：王其昊導(dǎo)師姓名：龔維明教授曹學(xué)勇高工ResearchonBearingPerformance

2、ofScouredSinglePilesunderCombinedLoadingAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYWANGQi-haoSupervisedbyProf.GONGWei-mingDepartmentofCivilEngineeringSoutheastUniversityApril2018東南大學(xué)學(xué)位論文獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研宄工作及取得的研究成果。，論文中不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫過盡我所

3、知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外證書而使用過的材料。與我的研宂成果，也不包含為獲得東南大學(xué)或其它教育機構(gòu)的學(xué)位或一同工作的同志對本研宄所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。、．：：日期研究生簽名ｌｉ１＿—卜１東南大學(xué)學(xué)位論文使用授權(quán)聲明學(xué)術(shù)期刊（光盤版）》電子雜、國《中國東南大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)信息研宄所家圖書館、志社有限公司、北京萬方數(shù)據(jù)股份有限公司有權(quán)保留本人所送交學(xué)位、萬方數(shù)據(jù)電子出版社用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。本人電子文檔的論文的復(fù)印件和電子文檔，可以采一，可以致，允內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相。除在保密期

4、內(nèi)的保密論文外許論文被查閱和借閱公布（包括以電子信息形式刊登）論文的全部內(nèi)容或中、英文摘要等部分內(nèi)容。論文的公布。（包括以電子信息形式刊登）授權(quán)東南大學(xué)研宄生院辦理簽名日期：研宄生簽名：導(dǎo)師摘要組合荷載下考慮沖刷效應(yīng)的單樁承載性能研究（碩士學(xué)位論文）研究生：王其昊指導(dǎo)教師：龔維明教授東南大學(xué)土木工程學(xué)院摘要樁基礎(chǔ)廣泛應(yīng)用于跨海橋梁和海上風(fēng)電場等大型工程中，在深水環(huán)境下，沖刷作用與縱橫荷載組合作用是樁基礎(chǔ)工作的常態(tài)，對此考慮不當(dāng)可能導(dǎo)致整個系統(tǒng)的失效。因此，研究組合荷載和沖刷作用下單樁的承載性能具有重要的現(xiàn)實意義。本文主要采用理論分析和數(shù)值模擬手段，研究了沖刷作用下樁

5、基側(cè)阻力，提出了豎向承載狀態(tài)下的簡化樁土模型，分析了沖刷作用下樁基受到縱橫組合荷載時承載性能的演變。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下：基于布辛尼斯克解求解沖刷作用下樁周土體的豎向應(yīng)力分布，結(jié)果表明，樁周土體應(yīng)力在沖刷下受到削弱，淺層土受到的影響更大，深層土受到的影響較??；長徑比較小的摩擦樁在局部沖刷作用下更容易失效。基于求得的應(yīng)力分布和β法計算沖刷作用下的樁側(cè)阻力，定義了樁側(cè)阻力的折減系數(shù)。通過比較發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)HWA打入樁方法偏于危險，公路橋涵規(guī)范則偏于保守；三個沖刷坑形態(tài)參數(shù)中，沖刷深度對局部沖刷下的樁側(cè)阻力影響最大、底面寬度次之、沖刷坡角最小。對無沖刷條件下的CPT錐尖阻力和側(cè)摩阻力進行修

6、正，得到局部沖刷下的靜力觸探結(jié)果，通過文獻試驗驗證了修正方法。推導(dǎo)了局部沖刷下考慮土體應(yīng)力歷史變化的參數(shù)表達式，通過算例分析土體參數(shù)和樁側(cè)阻力的演變。結(jié)果表明，淺層土參數(shù)變化顯著，達到一定深度后基本不受應(yīng)力歷史變化的影響，而不考慮應(yīng)力歷史將低估樁基側(cè)阻力，當(dāng)沖刷深度相對樁長較大時，應(yīng)力歷史的影響不可忽略?；诳倐?cè)阻力等效的原則，提出了局部沖刷下的簡化樁土模型。簡化模型的計算結(jié)果介于局部沖刷模型和一般沖刷模型之間，相較一般沖刷模型減小了設(shè)計盈余，其正確性通過PLAXIS3D模擬得到驗證?；诘湫凸r，使用FLAC3D進行了沖刷下單樁受到縱橫組合荷載的數(shù)值模擬，得到了V-H荷載空間包

7、絡(luò)線。模擬結(jié)果表明，剩余土體的存在使得樁基在各方向的承載力均有所提高，并且提高了樁基的柔性，使得破壞荷載包絡(luò)線產(chǎn)生外擴。破壞荷載包絡(luò)線的形狀受到“剛?cè)岢潭取钡挠绊?，樁基越柔，縱橫荷載間的耦合作用越小，破壞荷載包絡(luò)線越向外。關(guān)鍵詞：樁基礎(chǔ)；沖刷；側(cè)阻力；應(yīng)力歷史；縱橫組合荷載；破壞荷載包絡(luò)線IABSTRACTResearchonBearingPerformanceofScouredSinglePilesunderCombinedLoadingGraduatestudent:WANG