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液压振动沉桩机沉桩机理及其振幅和频率调节系统研究

刘伟  
【摘要】:随着高层建筑对桩基础要求和社会对建筑施工环保要求的不断提高,桩基础施工设备的进一步发展已变得越来越迫切。振动沉桩机凭借其独特的性能和优势,已逐渐成为了各国研究和发展的重点。 首先,论文结合土力学原理,以振动沉桩机—土为对象,通过理论分析与试验,论证了振动沉桩是通过振动使土壤产生“液化”,大幅度减小沉桩时的阻力而实现桩的沉入,并且这一过程的关键因素是振动体系的振动频率、振幅以及土壤的地质特性。据此,通过分析和研究,本文提出了一种在振动条件下沉桩的“收锤”准则,为振动沉桩施工收锤提供了理论依据。 其次,论文建立了振动沉桩机—土系统的动力学模型,并对该系统进行了分析与研究,发现振幅和频率的调节是振动沉桩机的主要性能和关键技术。只有在恰当的激振频率和振幅值作用下,振动沉桩系统才可能取得应有的效果,表现出其相对于其它工法的独特优势。当工作频率与土壤固有频率接近或相等时,振动沉桩效果最佳。通过计算机程序的仿真以及现场试验,证实了这一结论。因此,在设计振动沉拔桩机时,可以以此为基础,准确地确定出振动沉拔桩机的动态参数。 最后,论文借助于液压技术的优良特性,提出了一种全新的振幅调节方法,并设计出了相应的实现机构。在此基础上,研究出了新型的ZZY160型振动沉拔桩机。该振动沉拔桩机摒弃了其它类似产品调幅困难、机构庞大的缺点,利用自身的液压控制系统可以方便地进行施工过程中频率和振幅的调节。 本文旨在通过对振动沉桩过程的描述以及相应的频率和振幅液压调节系统研究,为我国在液压振动沉拔桩机的研究与开发方面提供一定的研究基础。


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