酸雨对桩基承载能力的影响研究

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1、硕士研究生学位论文摘要I摘要随着我国经济的高速发展，煤、石油等化石燃料被广泛应用于工业生产之中，此类化石燃料在燃烧过后会产生大量的SO2等致酸气体；除此之外由于汽车数量与日俱增，大量NOx通过汽车尾气排放于大气当中。由这些因素而产生的SO2和NOx在进入大气之后，被氧化并溶解于雨水之中，最终形成酸雨。酸雨会对土壤造成污染，进而对土壤中的桩基造成严重的腐蚀。但目前为止就酸雨腐蚀方面的研究相对较少，本文主要针对桩基腐蚀问题进行了一系列试验，并就金属结构的腐蚀机理进行了深入的探讨。主要进行了中性环境和模

2、拟酸雨环境两种情况下的桩基模型试验，试验过程共分为两个部分，分别为桩顶承台加卸载试验和模拟地面堆载固结试验。主要就腐蚀前后模型钢桩的表观变化、质量变化以及桩端阻力值、桩身轴力值、桩侧摩阻力值的变化规律进行了分析。研究结果表明，在经过模拟酸雨溶液腐蚀的土壤中，模型钢桩表观变化显著，表面凹凸不平现象十分明显，并出现大量红褐色锈迹。随着各基桩腐蚀率的不同，锈迹酥松脱落的程度也不同。通过试验数据可以得知，腐蚀之后的模型钢桩质量减小，并且各基桩的腐蚀率有所不同。在桩顶承台加卸载试验中，承台沉降量随顶部加载等

3、级的增大而逐渐增大，并且在相同等级荷载作用下，单桩的桩顶承台沉降量要大于群桩。腐蚀之后的桩顶承台沉降量变大，并且单桩和群桩的沉降量变化趋势基本相同。桩顶加卸载试验中，各基桩的桩端阻力值随桩顶加载量的增加而增大，并且群桩中各基桩的桩端阻力值基本一致。腐蚀之后各基桩桩端阻力值有所增大，并且随着腐蚀率的增大，其桩端阻力值的变化量逐渐增大。在模拟地面堆载固结试验中，各土层沉降量随土层深度的增加逐渐减小，并且土层沉降量随固结时间的增加而逐渐增大，增加速率由快变慢，最终趋于稳定。腐蚀之后，桩周土体土层沉降量略

4、有减小，但变化不明显。腐蚀前后土层沉降量随固结时间的变化趋势基本不变。除此之外，堆载固结试验过程中，随着固结时间的增加，桩端阻力值逐渐增大，并且桩端阻力值由大到小的顺序依次为角桩、单桩、中心桩。并且腐蚀之后，单桩以及群桩中各基桩的桩端阻力值略有减小；腐蚀率越高的基桩，桩端阻力值的变化率越大。随着固结时间的增加，桩端阻力值的变化率逐渐降低。桩身轴力值随桩体深度的增加先增大后减小；并且固结时间越长，桩身轴力越大，增加速率先快后慢。群桩中角桩桩身轴力要大于中心桩，单桩的桩身轴力值最小，并且中性点以上桩身

5、轴力的变化速率要大于中性点以下部分。酸性环境腐蚀之后，各基桩的桩身轴力值略有减小，但桩身轴力值随桩体深度变化的幅度与中性环境下相比，有所增大。另外，腐蚀率越大的桩体桩身轴力的变化率越大，并且不同腐蚀率的桩身轴力变化率随固结时间的增加而逐渐减小。随着固结时间的增加，桩侧负摩阻力值逐渐增大，并且随着固结时间的增加，摩阻力变化值逐渐减小。经过模拟酸雨溶液腐蚀之后，桩侧负摩阻力值增大，并且模型桩基的中性点位置下移。腐蚀率越大的桩体的负摩阻力的增加值越大。II摘要硕士研究生学位论文结合钢管桩腐蚀作用基本理论

6、，分析出钢管桩腐蚀的作用机理以及发展规律，并结合传统的均匀腐蚀数学模型和局部腐蚀数学模型，提出了优化的钢管桩腐蚀数学模型。利用得到的钢管桩腐蚀数学模型将理论值与实际值进行了对比分析，得出该模型具有良好的精度。关键词：酸雨；腐蚀；承载性能；固结；负摩阻力硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractWiththerapiddevelopmentofChina'seconomy,fossilfuelssuchascoalandoilarewidelyusedinindustrialprodu

7、ction.ThesesubstancesproducealargenumberofSO2andothergasesafterburning.Besides,becauseoftheincreasingnumberofcars,alotofNOxexhaustemissionsintheatmospherethroughthevehicle.AftertheSO2andNOxemissionsintotheatmosphere,oxidizedanddissolvedinrainwater,eve

8、ntuallyformacidrainandfelltotheground.Acidrainwillcausepollutiontothesoil,sothatthepileinthesoilwillbecontaminated.However,thestudyonthecorrosionofacidrainonthepilefoundationisstillrelativelyfew.Inthispaper,aseriesofexperimentalstudiesonthecor