现浇X形混凝土桩在纵横向荷载作用下承载力位移特性研究
本文关键词: 现浇X形混凝土桩 纵横向荷载 ABAQUS有限元 不同加载路径 极限承载力 出处:《沈阳建筑大学》2014年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:现浇X形混凝土桩(简称X形桩)是由河海大学刘汉龙教授长江学者团队新近研发并投入生产使用的一种具有自主知识产权的新型异形灌注桩,该种新型桩利用等截面异形周边扩大原理,将传统灌注桩截面圆弧的正拱改良为反拱,形成X形截面,在保持传统灌注桩施工方便,造价低廉的特点基础上,又达到了扩大桩体侧表面积,增大承载力的目的。现广泛应用于高速公路,市政工程等方面,并且效果良好。作为一种新型桩,刘汉龙教授团队已经在其竖向和水平向承载性能,几何特性,负摩阻力分布等方面做出了大量卓有成效的研究,但是对于竖向及水平向荷载联合作用下X形桩的承载特性研究还未深入。因此,本文利用河海大学大型地基模型槽试验系统,结合工程现场试验数据等手段,利用ABAQUS有限元数值模拟软件,对受纵横向荷载联合作用的现浇X形混凝土桩的承载力位移特性进行分析并通过所得出的结论给出现浇X形混凝土桩在纵横向荷载联合作用下的优化设计思路及建议,为该种桩型在辽宁地区乃至全国的应用提供依据。本文所做主要工作如下:(1)回顾和总结了异形桩的发展和演变,以及介绍了纵横向荷载作用下桩基础研究的进展,提出了本文的主要研究意义和技术路线。(2)介绍总结了X形桩的主要研发思路,成桩原理,施工工艺和设备并对X形桩在施工中所应注意的事项以及成桩后的质量检测方法进行了归纳和总结,为X形桩在辽宁地区的进一步推广应用提供参考依据。(3)使用ABAQUS软件建立X形桩三维有限元分析模型,并结合模型槽试验数据对模型的建立方式,参数选取进行反算并验证模型的准确性,找出合理的建模方式,为不同工况下模型的建立制定统一标准。(4)根据实际情况,建立在不同工况下受纵横向荷载联合作用X形桩数值分析模型,分析不同荷载的存在对于现浇X形混凝土桩位移,承载力的影响方式。(5)通过模型槽试验以及数值模拟得出的结论,找出受竖向及水平向荷载联合作用的现浇X形混凝土桩的特点,并依此为根据给出设计,施工时的优化措施及建议。
[Abstract]:Cast-in-place X-shaped concrete pile (X-shaped pile) is a new type of special-shaped cast-in-place pile with independent intellectual property rights developed and put into production by Professor Liu Hanlong of Hehai University. This new type of pile, based on the expansion principle of the iso-section irregular circumference, improves the normal arch of the section arc of the traditional cast-in-place pile into the reverse arch, and forms the X-section, on the basis of keeping the construction convenience and the low cost of the traditional cast-in-place pile. It is widely used in highway, municipal engineering and so on, and the effect is good. As a new type of pile, it is a new type of pile. Professor Liu Hanlong's team has done a lot of fruitful research on its vertical and horizontal bearing capacity, geometric characteristics, negative friction distribution, etc. However, the research on the bearing characteristics of X-shaped pile under the combination of vertical and horizontal loads has not been further studied. Therefore, in this paper, the large foundation model slot test system of Hehai University is used, combined with the field test data, and so on. Using ABAQUS finite element numerical simulation software, The bearing capacity and displacement characteristics of cast-in-place X-shaped concrete pile subjected to longitudinal and transverse loads are analyzed, and the optimal design ideas and suggestions of the cast-in-place X-shaped concrete pile under the combined action of longitudinal and transverse loads are given through the conclusions obtained. The main work of this paper is as follows: review and summarize the development and evolution of special-shaped pile, and introduce the progress of pile foundation research under longitudinal and horizontal loads. The main research significance and technical route of this paper are put forward. The construction technology and equipment are summarized and summarized, the matters needing attention in the construction of X-shaped pile and the quality inspection methods after the construction of the pile are summarized and summarized. It provides a reference basis for the further popularization and application of X-shaped pile in Liaoning area. It uses ABAQUS software to establish the three-dimensional finite element analysis model of X-shaped pile, and combines the test data of the model slot to establish the model. Parameters are selected to back calculate and verify the accuracy of the model, to find out a reasonable modeling method, to establish a unified standard for the establishment of the model under different working conditions. (4) according to the actual situation, A numerical analysis model of X-shaped pile subjected to longitudinal and transverse loads under different working conditions is established, and the effect of different loads on displacement of cast-in-place X-shaped concrete pile is analyzed. The influence mode of bearing capacity. (5) by the conclusion of model slot test and numerical simulation, the characteristics of cast-in-place X-shaped concrete pile subjected to vertical and horizontal loads are found out, and the design is given based on this. Optimization measures and suggestions during construction.
【学位授予单位】:沈阳建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TU473.1
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,本文编号:1548230
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