超深大沉井施工期间结构内力试验研究

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1、国内图书分类号：TU473.2密级：公开国际图书分类号：西南交通大学研究生学位论文超深大沉井施工期间结构内力试验研究年级二〇一五级姓名董晓朋申请学位级别工学硕士专业岩土工程指导老师马建林教授二零一八年五月ClassifiedIndex:TU473.2U.D.C:SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisEXPERIMENTALRESEARCHONSTRUCTURALINTERNALFORCEOFTHEULTRA-DEEPANDLARGECAISSONDURINGCONSTRUCTIONGrade:2

2、015Candidate:DongXiao-pengAcademicDegreeAppliedfor:MasterDegreeSpeciality:GeotechnicalEngineeringSupervisor:Prof.MaJian-linMay,2018西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要随着我国桥梁建设向宽阔水域、外海方向发展，以及地质条件的复杂化和水深的加大，沉井基础以其整体性好、承载能力强、刚度大等优点被广泛应用于桥梁工程。沉井施工期间结构内力的变化可能导致沉井结构的破坏，影响沉井的安全性，且到目前为止关于超大型沉井施工期间结构

3、内力方面的研究还较少。因此，对超深大沉井施工期间结构内力的研究是沉井建设中的一项重要课题。本论文以中国铁路总公司科技研究开发课题——《超深大截面沉井设计与施工关键技术研究》为依托，以新建沪通长江大桥29号主桥墩超大型沉井基础为工程背景和研究对象，通过现场监测试验和数值模拟的手段，对沉井施工期间的结构内力、侧壁土压力等进行了研究。得到的主要结论如下：（1）沉井在吸泥下沉时刃脚处会产生应力松弛区，当沉井为竖直状态时，侧壁土压力的整体分布为“勺形”分布，上部小，台阶处最大，刃脚处次之。（2）在开挖形成大锅底时，沉井受力类似大跨度梁，侧壁处受压，中间隔墙

4、处受拉，且中间隔墙的拉应力会随着沉井的不断接高逐渐减小，对本文沉井而言，接高至72m时，中间隔墙处的拉应力全部变为压应力。（3）在开挖形成大锅底时，距刃脚竖向距离越远的截面，拉应力出现的位置距离侧壁越远，这与沉井的大锅底状态以及应力的传递有关。针对本文沉井，距离刃脚以上5m处的截面7的拉应力出现在距离侧壁15m处，距离刃脚以上19m处的截面6的拉应力出现在距离侧壁24m处。可根据数值模拟来确定截面上的危险位置，并加强监测，从而保证沉井在施工过程中受力安全。（4）沉井中间隔墙的拉应力会随着距刃脚竖向距离的增大而逐渐消失，对本文沉井而言，在距刃脚竖向

5、51m处，拉应力消失，沉井全截面均为压应力。（5）沉井在吸泥下沉过程中发生翻砂突沉的情况会引起钢板应变计数据的突变，可作为翻砂突沉预警的依据。关键词：超深大沉井；结构内力；沉井施工；现场监测；数值模拟西南交通大学硕士研究生学位论文第II页AbstractWiththedevelopmentofbridgeconstructioninChinatowardswidewatersandoffshoreareas,aswellasthecomplicationofgeologicalconditionsandtheincreaseofwaterdept

6、h,theopencaissonfoundationhasbeenwidelyusedinbridgeengineeringbecauseofitsadvantagessuchasgoodintegrity,strongbearingcapacity,andlargerigidity.Changesinstructuralinternalforceduringcaissonconstructionmayleadtothedestructionofthecaissonstructureandaffectthesafetyofthecaisson.S

7、ofar,therehavebeenfewstudiesonthestructuralinternalforceduringconstructionofultra-deeplargecaisson.Therefore,thestudyofstructuralinternalforceofultra-deepandlargeopencaissonisanimportantissueduringtheconstructionofultra-deeplargecaisson.Thispaperisbasedontheresearchanddevelop

8、mentprojectofChinaNationalRailwayCorporation“ResearchonKeyTechnologi