浅谈复杂地质条件下桥梁桩基的模拟分析

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1、华中科技大学硕士学位论文复杂地质条件下桥梁桩基的模拟分析姓名：潘登申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：龚文惠20090601华中科技大学硕士学位论文摘要伴随着西部大开发国家发展战略的实施，桩基础被广泛地应用于西部地区大规模的基础设施建设之中。西部地区峡谷河流遍布，地质条件极其复杂，关于复杂地质条件下群桩的承载性状的研究很少。本文通过理论计算、三维地质建模和拉格朗日法分析，对复杂地质条件下桥梁桩基承载变形机理进行了探讨。运用规范法中实体深基础模型、单向压缩分层总和法和桩身弹性压缩变形理论，对复杂地质条件下桥梁桩基进行了理论计算。计算出桩基在两种荷载组合下桩顶沉降量、桩顶平均沉降量

2、和桩顶最大沉降差，分析表明虽然复杂地质的条件使得各桩沉降差较大，但仍在可以接受的范围内；依据规范法，对桩尖平面承载力、群桩承载力和软弱下卧层承载力进行验算，发现无论是桩尖平面处的地基承载力，还是桩尖平面下软弱下卧层的承载力，都略显不足。本文根据荆岳长江大桥的现场钻孔和地形图等地质资料，运用专业的地质软件中的数学曲面和拟合与现代计算机图形学的方法，进行了计算机三维地质建模，得到了可视的、复杂的三维地质模型和图形图像。通过三维地质建模，有效处理了岩层界面与结构面组合关系，并尽量真实地反映地下地质结构。在三维地质建模的基础上，进一步采用拉格朗日法进行三维数值分析。对复杂地质条件下桥梁桩基进

3、行了三维仿真模拟，探讨了群桩的承载变形性状，得到了桩长、桩径、承台尺寸和基础刚度对群桩的沉降的影响规律，探讨了桩长的深度效应并得出相应的规律；分析了桩侧摩阻力的发挥和承台的影响，并与桩端阻力进行比较。通过分析发现：桩顶沉降量随桩径和承台长宽的增加而减少；设置承台联系梁可以有效地减少承台下的不均匀沉降；在一定桩长范围内，桩顶沉降量随桩长的增大而减少；承台厚度和桩长存在一个最佳值，超出或低于最佳值，效果并不理想。关键词：桩基础沉降承载力数值模拟三维地质建模I华中科技大学硕士学位论文AbstractWiththeimplementationofnationalstrategiesofwes

4、ternregiondevelopment,pilefoundationsarewidelyusedinwesternregionduringthelarge-scaleinfrastructureconstruction.Riversandcanyonsarearoundthewesternregion,andgeologicalconditionsareextremelycomplicatedthere.Buttheresearchonthebearingbehaviorofpilegroupundercomplicatedgeologicalconditionsisquitef

5、ew.Theoreticalcalculation,there-dimensionalgeologicalmodelingandLagrangiananalysisareusedtoanalyzethebearingbehaviorofpilegroupunderthecomplicatedgeologicalconditionsinthepaper.Physicaldeepfoundationmodel,uniaxial-compressionlayering-summationmethodandelasticcompression-deformationtheoryofpilef

6、romdesigncodeareusedtomakethecalculationofpilegroupundercomplicatedgeologicalconditions.Aftercalculatingsettlements,averagesettlementandthelargestsettlementdifferenceofpiletopswithtwocombinationsofloads,itisfoundthateventhoughthesettlementdifferenceiscomparativelylargeunderthecomplicatedgeologi

7、calconditions,itisstillinadoptablerange.Onthebasisofthedesigncode,checkingthebearingcapacityofplaneofpilegrouptip,thebearingcapacityofpilegroupandthebearingcapacityofsoftsubstratum,itisfoundthatboththebearingcapacityofplaneofpileg