试析多年冻土地区单桩承载特性研究

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1、矿790616分类号：UDC：TU年7手密笪兰生学级：——号：Q2Q4§5⑨东南大学硕士学位论文多年冻土地区单桩承载特性研究研究生姓名：塞9委导师姓名：龚维阴教授申请学位级别亟±学科专业名称绪掏工猩论文提交日期至QQ曼生皇且论文答辩日期至QQ曼笙墨旦2昼旦学位授予单位盘亩太堂学位授予日期星Q生县目答辩委员会主席叠壑垒评阅人塑丝：复樗豆苟、2005年3月多年冻土地区桩基承载特性研究多年冻土地区单桩承载特性研究(硕士学位论文)研究生：刘雨指导教师：龚维明教授东南大学土木工程学院摘要本文在分析多年冻土地区桩基工作机理的基础上，结合冻土的物理力学性质及热学性质，着

2、重研究了青藏高原多年冻土地区钻孔灌注桩设计中基础冻结力的形成过程、回冻过程中基桩承载力的变化规律、施工后桩周冻土的回冻规律等几个主要力学问题。对灌注桩基础在多年冻土条件下的力学特性和工作机理进行了阐述，表明了其力学问题的差异性和特征性，提出多年冻土中桩基的设计准则是控制桩的蠕变速度，使桩侧剪应力不超过冻土与桩之间的极限长期冻结力，是承载力控制与变形控制的统一。采用自平衡静载荷测试方法对回冻过程中不同地温条件下的单桩承载力进行了测试，探讨了基桩的承载力变化规律与荷载传递规律。测试结果表明，随着冻土温度的降低，桩侧冻结力和单桩承载力有明显提高。由于施工加载及稳

3、定性需要，桩侧冻土融化后能否及时回冻就成为影响工程进度和施工期间基础稳定的关键。本文基于现场实测资料，分析了多年冻土区地温对桩基础施工过程的响应，及其在工程结束后的恢复过程，探讨了在多年冻土区灌注桩施工后，桩周冻土的回冻规律。研究表明，在低温冻土区灌注桩的回冻较快，20天左右桩体温度就降到0。0以下，静载试验显示此时冻结力即已产生，桩基已具备相当承载力；混凝土单桩施工的热扰动范围一般为3倍桩径左右，要使近桩地温完全恢复到施工以前的水平，则可能需要很长时问。最后对桩周冻土的回冻进行了数值模拟分析。结合地质资料、冻土类别，建立了热力学计算模型，模拟桩周冻土融化

4、圈的形状和大小，得出近桩土层温度随时间的变化规律和不同时期桩周十层温度的空间分布规律。结果表明，用有限元分析桩周冻土的温度变化趋势是有效的，町以满足J：程上的精度，从而为设计施工提供一定的依据。关键词：多年冻土灌注桩承载力蠕变温度场静载荷试验自平衡测试水化热有限元东南大学硕士学位论文ResearchontheLoadBearingPropertyofBoredSinglePileinPermafrostAreasAbstraetBasedon也eanalysisofphysicalandmechanicalcharacteristicsoffrozenso

5、il．theworkingmechanismofcast-in-placepileinpermafrostareasontheTibetanPlateauisstudiedinthispaper．Themainfactorsaffecdngthebearingcapacityandthestabilityofpilefoundationinpermafrostarepresented．Somekeytechnicalproblemsofpileengineeringinpermafrostwerediscussed．Theseproblemscompris

6、etheformationprocessoffreezings订engthbetweenthepileandfrozensoil，thevariationsofthepile’sbearingcapacityduringthefreezingbackperiodandthelawfordistributionofgroundtemperaturefieldatdifferentagesofpileformation，etc．Duringtheconstructionofconcretefillingpileinpermafrost,theheatprovi

7、dedbyhydrationleadstoincreaseofthegroundtemperatureandthawingofthefrozensoilaroundthepile．Then．withthedecreaseoft11ehydrationheat,thesoilfreezesbackslowly．Inthisperiod，aself-balancedtestingmethodwasadoptedtotestthebearingcapacityofthepilefortwotimesrespectively．nleresultsindicatet

8、hatthebearingcapacityincreasesast