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《湖南大学》 2018年
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岩溶区嵌岩桩顶板安全厚度计算方法研究

朱志仁  
【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。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:U443.15

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【参考文献】
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