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《兰州交通大学》 2013年
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基桩低应变数值模拟及量化分析

钟文森  
【摘要】:铁路桥梁桩基础是铁路工程的重要组成部分,确保桩基础的质量对于铁路运营安全具有重要意义,而低应变反射法是目前检测桩基质量广泛应用的方法之一。准确判断桩身缺陷是目前桩基检测工作的难点,本文以一维波动方程为基础,结合有限元动力分析程序,对应用低应变反射法检测过程中存在的问题,进行系统的分析研究,本文主要研究内容有以下几个方面: (1)利用动力分析程序ANSYS/LS-DYNA建立桩土模型,研究完整桩当激振力脉冲宽度、桩径、桩长、不同接收点、桩身弹模发生变化时,相应的反射波曲线变化特征;对于缺陷桩,研究缺陷埋深、严重程度、缺陷长度、激振力脉冲宽度、渐变截面、离析、断裂、局部断裂等缺陷情况下,相应的反射波缺陷的特征。 (2)在实际检测过程中,双速度法可有效地减少次生反射波的干扰,采用动力分析程序ANSYS/LS-DYNA建立完整桩的有限元模型,在考虑桩身阻尼的前提下,研究不同激振点、不同接收点的速度时程曲线,采用Matlab编制相关数据处理程序,将速度时程曲线分离出上下行波,得到反映桩底反射信息的上行波,证明采用双速度法用于桩身完整性检测是可行的。 (3)缺陷量化分析是目前桩基检测工作中的难点问题,本文通过引用某文献中程序进行大量的正演计算。该程序从桩土系统的波动方程入手,结合边界条件和初始条件,构成桩土系统在瞬态激励下的定解问题,采用差分法,求解此定解问题,解得完整桩以及各种缺陷桩的速度响应。获得针对不同土质下不同桩侧阻尼系数、不同缺陷位置下的缺陷程度与速度时程曲线中入射波与反射波波幅比之间的关系式。通过模型桩试验,表明提出的缺陷量化分析关系式是可靠有效的。
【学位授予单位】:兰州交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:U443.15

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【参考文献】
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