岩溶区大直径桩侧溶洞对其竖向承载特性影响的数值模拟分析硕士论

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1、分类号:TU410710-2011221040专业硕士学位论文岩溶区大直径桩侧溶洞对其竖向承载特性影响的数值模拟分析安江龙导师姓名职称冯忠居教授申请学位级别硕士专业学位类别及建筑与土木工程领域名称论文提交日期2013年6月1日论文答辩日期2013年6月5日学位授予单位长安大学Analysisonverticalload-bearingcharacteristicsoflargediameterpilefoundationinfluencedbypilesidecavethroughnumericalsimulationinkarstar

2、easADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：AnJianglongSupervisor：Prof.FengZhongjuChang’anUniversity,Xi’an,China摘要岩溶区由于地质条件的复杂性和不确定性，致使在此地区进行桩基础设计和施工遇到很多问题，而国内外有关岩溶区桩基础的研究主要集中在桩底溶洞顶板稳定性等方面，桩侧存在溶洞时桩基础承载特性的研究较少，岩溶区大直径桩基的研究则鲜有报道。本文基于对国内外岩溶区桩基础研究文献认真分析的基础上，结合非岩溶区桩

3、基础的受力特点，通过数值模拟对桩长、桩径、溶洞大小及桩-洞间水平距离等对大直径桩基础竖向承载特性的影响进行了深入分析，并根据上述研究结果对岩溶区大直径桩基础的设计与施工技术进行了评价。主要结论如下：（1）岩溶区大直径桩基桩长每增加5m，桩基竖向承载力增加6%（以桩长15m桩基础竖向承载力为基准），但桩基承载力增长幅度随桩长增加而逐渐减小。（2）当桩径大于等于1.5m时，岩溶区大直径桩基嵌岩部分桩侧阻力占其竖向承载力的70%以上。（3）桩侧溶洞大小对大直径桩基竖向承载力影响较小，溶洞边长每增加2m，桩基础竖向承载力减小1~2%。（4）在桩

4、长、桩径及溶洞大小一定条件下，随桩-洞间水平距离增加，大直径桩基竖向承载力逐渐增大，且距离大于等于4倍桩径时，桩基竖向承载力为桩侧无溶洞时承载力的90%以上。关键词：岩土工程；大直径桩基；桩侧溶洞；有限元分析；承载特性IAbstractDuetothecomplexityanduncertaintyofgeologicalconditioninkarstarea,thereappearmanydifficultiesinpilefoundationdesignandconstruction,buthomeandaboardresearc

5、honpilefoundationinkarstareaismainlycenteredonthestabilityofkarstcarveroofatpilebottom,researchonpilefoundationbearingcapacityisfewerwhenkarstcarveisasidepilelateral,andresearchonlargediameterpileinkarstareaisfewreported.Basedonthecarefulanalysisofhomeandaboardresearchli

6、teratureaboutpilefoundationinkarstarea,combinedwiththeloadingfeaturesofpilefoundationinnon-karstarea,thispaperdeepanalyzedthelargediameterpileverticalbearingcharacteristicunderdifferentconditionofpilelength,pilediameter,karvecarvesizeanddistancebetweenpileandcarvebyfinit

7、eelementmethod,andonthebasisofaboveresearchresults,madeanevaluationonthelargepilefoundationdesignandconstructiontechnologyinkarstarea.Themainresultsareasfollows:(1)Whenpilelengthincreased5mforthelargediameterpilefoundationinkarstcarve,pilefoundationverticalcharacteristic

8、increased6%(taking15mlongpilefoundationverticalbearingcapacityasreference),buttheincreaserangeofpilefou