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《沈阳建筑大学》 2011年
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橡胶水泥土桩复合地基与上部结构作用研究

周继芳  
【摘要】:作为工业废弃物之一的废旧橡胶轮胎,如何进行有效的处理,已经成为二十一世纪我国乃至全球面临的环境与资源方面的主要问题之一。将废弃轮胎作为建筑材料,是环保利废的有效途径之一。同时,随着我国国民经济的迅速发展,基本建设规模的不断扩大,各类工程越来越多地遇到不良地基问题,各种不良地基需要进行地基处理才能满足建造物的要求。在长期的工程实践中,人们探索出了许多行之有效的软土地基处理方法,水泥土搅拌桩复合地基以其独特的优点在工程中得到广泛应用。然而,水泥土桩自身又有其某些缺点。考虑到废旧轮胎潜在的一些特性和对废物的再利用,提出了橡胶水泥土桩的概念,即通过在水泥土桩中掺入一定比例的橡胶粉,制作成工程中利用的桩体,改善水泥土桩的性能,就形成了本文所要研究的橡胶水泥土桩。通过橡胶水泥土桩对软土的加固处理就形成了橡胶水泥土桩复合地基。 本文首先回顾了以往的一些对橡胶水泥土特性的研究成果,得出了橡胶水泥土优于水泥土的一些特性,并对国内外的同类课题研究现状作了深入细致的研究。介绍了水泥土搅拌桩复合地基的承载机理,总结了水泥土桩复合地基设计和计算的基本理论,并对有限元计算方法和摩擦模型以及土的本构模型进行了介绍。然后介绍了ABAQUS有限元程序的模拟方法。本文在群桩方面,对群桩效应进行了介绍,对面积置换率也进行了详细的说明。在此基础上,对单桩和群桩的工作性状做出了比较明确的阐述。 为促进橡胶水泥土桩复合地基的应用与发展,本文通过ABAQUS有限元软件建立了三维有限元单、群桩模型,通过合理的输入材料的本构参数,建立合理的摩擦接触模型。在承台板上分级加载,对不同橡胶粉掺入比的橡胶水泥土桩复合地基的承载性状进行单、群桩计算分析,研究荷载—位移、桩身应力、土体应力场等各种影响其性能的曲线,得出了一些有价值的结论,为工程设计提供参考。 基于橡胶水泥土桩的静力分析,本文进行了桩—土—上部结构动力时程分析。通过简化上部结构,建立无限元边界和合理地震波输入,运用动力隐式时程分析方法进行计算。分析了在不同橡胶掺入比情况下所相对应的弹性模量,阻尼比和摩擦系数等参数进行了对比分析,得出了一些有用的结论,为以后更深入的研究提供参考。
【学位授予单位】:沈阳建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TU473.1

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【参考文献】
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