基于小孔扩张理论及其应用

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1、学校代码：lQ28§．——学号：一0—205—67分类号：工堕4卫密级：公ⅡUDC：』29．东硕士南大学位·萤—j卜论文小孔扩张理论及其应用研究生姓名：围垣勤导师姓名：里蕉武(塾援2甲请学位级别王堂亟±论文提交日期2QQ§生3且学位授予单位壅直去堂-14．、答辩委员会主席盘查l学科专业名称鲞±工程．沦文答辩日期一2005笙a学位授予H期2Q!i生且评阅人}至i显垫蛩塞麴2005年3月小子L扩张理论及其应用内容摘要本文主要研究考虑线性软化时土体内小孔扩张理论、沉桩挤土效应的模拟和求解、降低沉桩对工程环境影响的措施及其监测方法。根据岩土塑性力学、弹性力学的基本原理，假定土体为匀质、各向同性

2、的理想弹塑性体，考虑土体的剪胀特性和软化特性，引入土性参数剪胀角利软化系数，采用线性软化模型、摩尔一库仑条件获得了球形小孔扩张问题的解析解，包括球形小孔扩涨后周围塑性区范围的大小，极限扩张压力，弹性区、塑性区的应力场和位移场。沉桩挤土效应的模拟和求解研究方面，假定桩身沉入时桩尖处各点均按球形小孔扩张，利用源一源影像法、BOL-,SSinesq解、Mindlin解解决用无限体内球形小孔扩张的解答来模拟半无限体中沉桩的问题，同时还考虑了沉桩时桩侧摩阻力的影响，获得了挤土桩沉桩后在桩周土体内产生的应力场、位移场、孔隙水压力场和土体强度的变化规律。提出了一些预防或减缓挤土效应对工程环境影响的合

3、理措施，并对这些防护措施的效果进行了对比分析。详细阐述了与挤土效应相关环境监测技术，提出了控制指标。对于支护桩与工程桩同时施工的南京朗玛国际广场工程进行了的沉桩监测，监测结果显示在支护桩整体刚度尚未形成前，采用预钻孔法并控制好预钻孔数与沉桩数的关系等有效措施时，支护桩与工程桩同时施工是可行的。最后，根据作者数月来对小孔扩张理论的研究积累，对于常用于小孔扩张理论的各种模型的适用条件进行了探讨，并对小孔扩张理论的研究方法提出了自己的建议。关键词：小孔扩张理论，应变软化，挤土效应，挤土效应的模拟和求解，工程环境监测。TheTheoryofSphericalCavityExpansionand

4、ItsApplicationAbstraetSphericalcavityexpansion．solutionandsimulationofsoildeformationcausedbystaticpile，measureofreducinginfluencecausedbypiledrivingontheengineeringenvironmenthavebeenstudiedinthispaper．SolIisassumedtobeahomogeneous，isotropicandelastic-prefectplasticmaterial．Adilationangleisused

5、toconsidersolldilation．Softtoefficientisusedtoconsidersollsoftening．Byusingtheprincipleo?theelastic—plastictheory,theanalyticalsolutionofthesphericalcavityexpansionincludingtheultimatepressure，thestressfieldanddisplacementfield，plasticscopewasobtained．Onthestudyofthesolutionandsimulationofthesoi

6、ldeformationcausedbystaticpiling，amodelofsphericalcavityexpansionatthepiletoewhilepilingisintroduced．Theproblemofstaticpilinginhalf—spacemediumhasbeencreativelysolvedbyasource—sourcelmaglngtechniqueandBoussinesq’ssolutionandMindlin’ssolution．Thesolutionsofastressfield，adisplacementfield，aporepre

7、ssurefieldandthevariationofsollstrenlgthcausedbypileinstallation．authorhasputforwardsomeeffectivemeasurestopreventorreducethedamagestotheengineeringenvironment．Theauthoralsoanalysesthedifferenteffectcausedbydi腩rentmeasure．sh