岩溶区嵌岩桩顶板安全厚度计算方法研究

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1、学校代号10532学号S1501W0018分类号TU452密级公开工程硕士学位论文岩溶区嵌岩桩顶板安全厚度计算方法研究学位申请人姓名朱志仁培养单位土木工程学院导师姓名及职称赵明华教授肖燕高工学科专业建筑与土木工程研究方向嵌岩基桩设计理论及应用研究论文提交日期2018年5月23日学校代号：10532学号：S1501W0018密级：公开湖南大学工程硕士学位论文岩溶区嵌岩桩顶板安全厚度计算方法研究国家自然科学基金(51278187)资助学位申请人姓名：朱志仁导师姓名及职称：赵明华教授肖燕高工培养单位：土木工程学院专业名称：建筑与土木工程论文提交日期：2018年5月23日论文答辩日期：2018

2、年5月26日答辩委员会主席：陈昌富教授StudyoncalculatingthesafetythicknessofrocksocketedpileroofinkarstareabyZHUZhirenB.E.(HunanUniversity)2011AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinArchitectualandCivilEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfes

3、sorZHAOMinghuaJanuary，2018湖南大学学位论文原创声明本人慎重声明：所呈论文乃本人在导师的悉心指导下独立研究所获成果。文中除特别标明的引用内容外，不含任何他人或集体已发表或撰写的成果作品。对本文研究做出重要贡献的集体和个人，均已在致谢中明确提到。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日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。本人授权湖南大学可以将本学位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

4、制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密□，在______年解密后适用本授权书。2、不保密□。√（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I岩溶区嵌岩桩顶板安全厚度计算方法研究摘要随着我国高速公路建设的进一步发展，部分公路桥梁线路经不得不经过岩溶区，导致桥梁基础将会设置在岩溶顶板之上。由于岩溶地区水文地质条件十分复杂，影响因素众多，下伏溶洞的存在大大提高了基桩的设计及施工难度，严重影响了岩溶区公路、桥梁的建设，因而有必要深入研究岩溶区基桩下伏顶板的承载特性及其最小安全厚度。本文通过整理前人在岩溶基桩方面的探究，结合国家自然科学基金项目“岩溶区基

5、桩竖向承载机理及其设计计算方法研究”（项目编号：51278187），针对岩溶基桩下伏溶洞顶板做了如下研究：首先，本文首先总结归纳了桩基的发展概况、分类及其适用范围，梳理了岩溶的特性及其对工程的危害，通过分析国内外岩溶基桩的研究现状，对岩溶基桩的承载特性和荷载传递机理进行了总结。接着，建立了岩溶区考虑基桩嵌岩段影响的溶洞顶板安全厚度计算模型，结合弹性力学薄板理论，进一步推算出了桩端岩溶顶板满足抗弯曲、抗冲切及抗剪切稳定性验算的计算表达式，并通过工程算例验证了本文方法的可行性，且深入分析了溶洞顶板厚跨比及桩侧摩阻力系数对顶板安全厚度确定的影响。然后，利用ABAQUS有限元模拟软件建立了考虑

6、嵌岩段影响的岩溶顶板有限元模型，并结合已有的工程算例与本文方法进行相互验证，通过改变顶板跨度、岩层厚度及岩体极限抗拉强度，进一步研究其三者对顶板稳定性的影响，并获得了不同厚跨比条件下桩端顶板所需安全厚度的变化规律。最后，利用本文方法、传统方法及数值计算方法对工程实例进行了设计计算，比较了本文方法与传统方法之间的差异，并针对岩溶基桩在工程施工中可能存在的问题，提出了相应的解决方法。关键词:桩;嵌岩桩;溶洞;溶洞顶板;薄板理论;安全厚度II硕士学位论文AbstractWiththefurtherdevelopmentofhighwayconstructioninourcountry,som

7、ehighwaybridgeshavetobedesignedtothroughthekarstarea,resultinginthebridgefoundationbeingbuildabovethekarstroof.Asthehydrogeologicalconditionsinkarstareaareverycomplicatedandtherearemanyinfluencingfactors,theexistenceofunderl