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湿陷性黄土地基桩基湿陷负摩擦力计算与研究

魏成国  
【摘要】: 我国西部分布有大面积湿陷性黄土,伴随西部大开发的进程,高层建筑和重要基础设施不断兴建,桩基础成为该地区广泛应用的一种基础方案。一旦湿陷性黄土地基浸水,桩基础将会产生很大的负摩擦力,导致建筑物产生不同程度的破坏,这个问题成为近年来急需解决的热点问题。 基于上述研究背景,本文根据负摩擦力产生机理建立了负摩擦力传递模型,并对模型参数的取值进行了分析。湿陷性黄土桩周侧摩擦力的发挥同桩周土结构强度的发挥有关,桩基湿陷负摩擦力的传递模型在饱和土中符合双线硬化型模型,在非饱和土中符合三折线软化模型。 通过对前人典型湿陷性黄土的增减湿试验数据进行拟合分析,得到了基于“力水等效”原理的适用于不同地区湿陷性黄土的增湿等效力的表达式,同时依据太沙基一维固结理论推导出了考虑时间效应的湿陷性黄土沉降表达式、基于弹塑性理论的考虑时间效应的湿陷负摩擦力表达式和T→∞时土层充分浸水条件下单桩湿陷负摩擦力和中性点的解析表达式,通过和现场实测数据对比,验证了其可行性。 最后用有限元分析软件ADINA对受湿陷负摩擦力的单桩和群桩作了分析,得出浸水半径对湿陷负摩擦力的影响范围为30倍的桩径左右,并对桩基先加载后浸水和桩基先浸水后加载两种条件下湿陷负摩擦力和中性点的发展变化过程作了分析。指出湿陷性黄土地区群桩的桩间距宜控制在4倍桩径以内,并对桩基湿陷负摩擦力的防治方法进行了探讨。


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