《基於樁土能量平衡的基樁豎向承載力設計理論研究》是劉思思為項目負責人，中南林業科技大學為依託單位的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於樁土能量平衡的基樁豎向承載力設計理論研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉思思
- 依託單位：中南林業科技大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
超長大直徑樁因豎向承載力高而廣泛套用於橋樑工程，其承載性狀與地基土的狀態密不可分。從能量角度來說，基樁從受荷到穩定的過程，即樁頂荷載做功將能量傳遞至樁身，再由樁身傳遞至樁周及樁端土層直至能量平衡的過程。因此，超長大直徑樁的豎向承載力設計宜考慮樁-土體系的能量傳遞方式。由於目前國內外學者還較少關注樁-土體系的能量傳遞問題，為此，本研究擬從超長大直徑樁室內模型試驗入手，探討樁土體系中土體的能量傳遞邊界及位移模式，結合數值方法建立能量擴散邊界及位移模式的樣本參數資料庫。在此基礎上，深入研究體系內部各單元的變形能、勢能、摩擦功相互之間的轉換規律及土體位移模式對該轉換規律的影響，以期通過確定各級荷載下樁-土體系內部最終能量狀態來反映基樁受力、沉降、樁側阻強化效應、深度效應等超長大直徑樁特有的承載特徵。此外，擬結合模型試驗及現場試驗資料深入探討相關計算參數的確定方法，完善超長大直徑樁設計計算理論。
結題摘要
針對基樁豎向荷載作用下的能量平衡問題，提出了基樁工作性狀的能量法解答，給出了程式算法，並利用室內模型試驗及工程實例對該解答進行了驗證。首先，基於基樁工作的荷載傳遞機理及樁土之間能量傳遞方式，提出了考慮卸載的樁土荷載傳遞多折線模型，並給出描述樁土之間能量平衡的能量法差分方程。在此基礎上編制了基樁工作性狀計算程式，就程式收斂條件及收斂策略做了詳細的分析和探討，並通過結合工程實例的計算對各樁土模型及程式算法進行了驗證。除此以外，深入分析了考慮樁周土沉降，基樁樁身產生負摩阻力時，基樁的工作性狀等。最後，進行了室內模型試驗，得到、整理了相關試驗數據，並利用已開發程式對模型試驗進行了分析計算，結果與試驗數據相符合，證明了能量法基樁承載力設計計算理論的合理性與可靠性。
