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1、华中科技大学硕士学位论文斜桩动态测试仿真研究姓名:杨幸福申请学位级别:硕士专业:岩土工程指导教师:王雪峰2010-11-09华中科技大学硕士学位论文摘要桩基础以其承载力高和沉降小的独特优势广泛应用于软土地区,比如海塔、核电厂、高层建筑以及大坝桥梁等。在施工过程中,可能会由于人为因素或现场地质条件的原因,会造成基桩产生倾斜,从而会影响基桩的承载性能,则研究一套完善的斜桩检测技术成为目前工程界的需要。本文研究过程中,采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,对桩土在动力作用下的接触性能进行了研究,确定了合理的桩土接触形式以及桩土作用阻尼。在
2、此基础上,建立了斜桩模型,比较了斜桩与直桩的应力波传播特点的差异,并且分析了斜桩桩周有土与桩周无土条件下应力波的传播机理。通过对桩顶首波幅值的拟合计算,提出了斜桩倾斜方向的判别方法以及斜桩倾斜倾角的计算公式。目前大部分动态测试技术研究是围绕直桩展开的,而在斜桩动力性能领域还处于探索阶段。基于此种研究现状,本文对斜桩中的应力波特性作了探讨,并且得出了一些定性结论,希望能为后续斜桩应力波研究以及斜桩检测技术提供一定的参考。关键词:斜桩,阻尼,首波,倾斜方向,倾斜角度I华中科技大学硕士学位论文AbstractPilefoundation,wi
3、thuniqueadvantagesincludinghighload-bearingcapacityandsmallsettlement,hasbeenwidelyappliedinsoftsoilareas,suchasoffshoretowers,nuclearpowerplants,highrisebuildings,damsandbridges.Duringtheconstructionprocess,thepilesmaybefrequentlycausedinclination,eitherbyhumanfactorsor
4、fieldgeologicalconditions,thusloweringtheirloadbearingcapacity.Inthiscase,improvedpileintegritytestingtechniquesarecompellinglyneededforthebenefitofthecurrentengineeringpractice.Inthepresentresearch,astudywasconductedonthepile-soilcontactpropertiesunderdynamicloadingcond
5、itions,fromwhichareasonabletypeofcontactpairbetweenpileandsoil,togetherwithavalidateddampingfactorforthepile-soilinteractionweredetermined,andthenexecutedinANSYS/LS-DYNA.Byadoptingthesecontactpairsanddampingfactors,thefiniteelementmodelforinclinedpileswasconstructed,from
6、whichthestresswavepropagationcharacteristicswereanalyzedandcomparedwiththatofthestraightpiles.Furtherworkwasthenconductedontheanalyzingandcomparingofthestresswavepropagationcharacteristicsfortheinclinedpileswithandwithoutsoileffectstakenintoconsideration.Basingonthefitti
7、ngresultsofthebowwaveamplitudeonthetopsurfacesofthepiles,amethodforjudgingtheinclineddirectionandcalculatingtheinclinedangleweredeveloped.Mostresearchonthedynamictechniqueforpileintegritytestinghasbeenlimitedtothestraightpileatpresent,whilethatfortheinclinedpileisstillin
8、itsinfancy.Basedonthissituation,thestresswavepropagationcharacteristicsofinclinedpilewerediscussed,ands