《基於樁身材料統計損傷的基樁穩定性分析方法研究》是依託湖南大學，由趙衡擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於樁身材料統計損傷的基樁穩定性分析方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：趙衡
- 依託單位：湖南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目通過室內模型試驗、數值模擬試驗及理論分析等方式，探討不同工況下基於樁身材料損傷的基樁屈曲穩定性分析方法。首先，通過考慮不同初始缺陷條件的樁身材料性質試驗，結合連續介質的損傷理論建立描述樁身材料損傷特性的統計損傷本構模型，並根據實測結果反演模型中包含的統計參數。其次，用混凝土摻入引氣劑製作模型樁，基於正交試驗設計理論制定室內模型試驗方案，研究模型樁荷載傳遞機理、樁身結構體系的屈曲變形發展規律以及破壞模式。與此同時，開展數值模擬試驗，得到初始缺陷、樁材、尺寸等對基樁屈曲臨界荷載及穩定計算長度的影響。然後，基於考慮樁身材料損傷的統計損傷本構模型，建立考慮樁身材料損傷的樁土體系總勢能方程，並利用同倫分析方法求解。最後，綜合模型試驗、數值模擬及理論研究成果，提出一套考慮樁身材料損傷特性的基樁屈曲穩定性設計計算方法。
結題摘要
為解決處於高山、邊坡等複雜地形地貌處基樁的承載機理、變形特性及破壞模式等屈曲穩定性問題，本項目採用室內試驗、理論模型計算、數值分析等手段對該問題進行了深入系統地研究。其中，採用室內模型試驗，探究了斜坡效應對基樁屈曲穩定性及屈曲失穩破壞模式的影響規律，並通過試驗數據擬合得到了斜坡基樁屈曲臨界荷載計算公式；理論研究方面，基於能量法和突變理論，並結合統計損傷理論，將橋樑樁基簡化為單樁模型，以某工程實例建立計算模型，同時考慮斜坡效應及界面摩阻效應的影響，得到了陡坡段橋樑樁基臨界荷載和計算長度，並通過算例驗證其合理性；數值研究方面，通過ADINA大型有限元數值計算平台，探究了影響基樁屈曲穩定的主要因素，並通過與理論計算結果的對比，進一步驗證了理論計算方法的合理性。綜上所述，本項目的研究成果可對相關工程中的基樁屈曲穩定性設計提供相應的參考，進一步提高工程中基樁的經濟性、耐久性及安全性。
