堆载作用下既有桥梁群桩基础承载特性分析

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1、万方数据国内图书分类号：U213．1国际图书分类号：624西南交通大学研究生学位论文密级：公开年级：姓名：申请学位级别：专业：指导老师：二零一五年五月一令一丑，平丑月万方数据ClassifiedIndex：U213．1U．D．C：624SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisIUlIIIIIIlUIIIIIIIIIMIHIY2816668ANALYSISOFTHEBEA刚GCAPACITYOFTHEEXISTINGBRIDGESPILE—GROU田FOUNDATIONUNDERTHESURCHARGELOADGrade：2012Candi

2、date：ZhangLicaiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ArchitecturalandCivilEngineeringSupervisor：Prof．SuQian万方数据西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适

3、用本授权书；2．不保密∥使用本授权书。(请在以上方框内打“v”)学位论文作者签名：琴篇缸爱才指导老师签名：日期：20m5、惮日期：--砂o／,f．、(^．，y万方数据西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：本文以堆载状态下既有桥梁群桩基础为研究对象，由弹性理论推导出不同堆载等级、堆载距离下桩基承载力的理论计算公式；与理论计算相对应，建立三维有限元模型，分析了随着堆载等级及距离变化单桩及群桩桩基承载力及变形的发展规律；在此基础上，建立了群桩基础三维有限元固结分析模型，研究了桩基沉降及内力随时间的变化规律，并与现场沉降实测数据进行了对比分析，验证

4、了理论分析和数值计算结果的正确性。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：黝日期：协-S,tq-万方数据西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要随着我国铁路、公路建设规模的持续发展，铁路、公路桥梁的总里程不断增加，但由于施工条件和环境等各种因素的限制，经常会出现天然冲填土及施工中的弃方填土在桥下桩基周围大面积堆积的情况。堆填土荷载作用的结

5、果主要表现在两个方面，一方面使桩周土产生水平位移，引起桥梁桩基产生弯曲变形，从而造成上部结构偏移甚至无法正常运营；另一方面使桩周土体进一步固结，土体与桩身发生相对位移，桩周产生较大的负摩阻力，进而降低桩基的承载力并产生不均匀沉降。可以看出，堆载作用对桥梁桩基础承载力及变形产生的不利影响对铁路运输及人民生命财产安全构成了严重的威胁，因此考察堆载作用下既有桥梁群桩基础承载特性及变形规律，评价其是否满足设计承载力及变形的要求是十分必要。本文在总结国内外近年来偏载作用对桥梁桩基承载特性的影响分析的基础上，由弹性理论推导出了在不同堆载等级、堆载距离下桩基承载力的理论计算公式；与理论计算相对应，建立

6、了三维有限元模型，分析了随着堆载等级及距离变化单桩和群桩桩基承载力及变形的发展规律；在此基础上，建立了群桩基础三维有限元固结分析模型，研究了桩基沉降及内力随时间的变化规律，并与现场桥梁桩基础沉降实测数据进行了对比分析，验证了理论分析和数值计算的正确性。本文的主要研究成果如下：(1)调研了堆载作用下桥梁桩基础承载特性及变形的理论计算及分析方法，介绍了堆载作用下桩基受力特性及其复杂性，为本文的研究奠定了理论基础。(2)基于弹性理论中半无限空间表面上作用一竖向集中力F时，半空间内任一点的应力和位移的弹性力学解，针对应力及位移问题求解的复杂性，借助Matlab编程构建了相应的计算程序，推导出堆载

7、状态下桩周土任一点的应力和位移，从而推导出任意堆载等级、堆载距离下单桩基础承载力的解析解；根据理论计算模型，建立了三维数值计算模型，研究了随堆载等级及距离变化，单桩及群桩基础的承载力及群桩效应系数的发展规律，与理论计算进行了对比分析，提出了不同堆载距离对应的安全堆载等级的计算公式。(3)以大丽线深厚软土区大区域堆载导致桥梁梅花桩群基础病害典型工点为背景，建立了梅花桩群基础三维有限元固结模型，研究了全堆载作用下群桩基础的沉降及受力特性