多年凍土區(qū)豎向荷載作用單樁變形和承載力研究.pdf

1、目前,在多年凍土地區(qū)進行基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的規(guī)模與復(fù)雜程度日益加大,樁基礎(chǔ)以其具有較高承載力及對周圍凍土較小的熱擾動等優(yōu)點在工程中的應(yīng)用屢見不鮮。
　　盡管人們在非凍土區(qū)對樁基有很深厚的實踐積累,但是在多年凍土區(qū)由于樁基周圍凍土性質(zhì)的復(fù)雜性及設(shè)計理論的不完善,不可避免的提出了許多新的科學(xué)問題。本課題以塔河-漠河輸電線路新建工程為背景,對樁基在多年凍土中的承載性能、靜載荷試驗標準、破壞模式進行了系統(tǒng)研究。
　　首先,研究樁基承載性能

2、的最可靠方法是靜載荷試驗法,為此進行了現(xiàn)場灌注樁原位靜載荷試驗。在對試樁進行靜載荷試驗的同時對樁周凍土的溫度與樁基施工前場地凍土的溫度進行對比,從而判斷樁周凍土是否回凍。兩個批次(樁周凍土回凍前和樁周凍土回凍后)的原型試驗得到的樁頂荷載位移曲線均為緩變型、樁頂沉降與時間對數(shù)關(guān)系曲線也沒有發(fā)現(xiàn)陡降段。其中5＃試樁樁頂荷載為2000kN時,樁頂沉降僅為2.3mm。
　　其次,采用英國進口的核磁共振分析儀對取自漠河地區(qū)原狀凍土(共4層)

3、的未凍水含量進行室內(nèi)實驗。在實驗時通過采用氮氣加壓模擬每層原狀凍土受到的自重壓力,得到了每層原狀凍土在自重壓力下溫度與未凍水含量的關(guān)系。然后建立了凍土彈性模量與未凍水含量的關(guān)系。室內(nèi)實驗的結(jié)果為后續(xù)數(shù)值計算提供基礎(chǔ)參數(shù)。
　　第三,采用ABAQUS軟件對現(xiàn)場灌注樁原型試驗中的5＃試樁進行了三維有限元數(shù)值計算模擬,并將數(shù)值計算結(jié)果與原型試驗進行對比分析。然后通過改變樁長、樁徑、樁體模量、樁體泊松比、樁端持力層內(nèi)摩擦角、樁端持力層粘聚

4、力、樁端持力層未凍水含量等參數(shù)獲得各種工況下(共計29種工況)樁的荷載位移曲線,提出了影響多年凍土區(qū)樁基承載性能的主要因素。
　　最后,由于錨樁鋼筋被拉斷,靜載試驗沒有達到破壞狀態(tài),對5＃試樁繼續(xù)加載直至達到破壞,結(jié)果證明按照現(xiàn)行規(guī)范中靜載荷試驗沉降變形為40mm確定樁基極限承載力的方法存在問題。根據(jù)單軸抗壓強度試驗值與數(shù)值計算相結(jié)合提出多年凍土區(qū)樁基靜載荷試驗確定極限承載力的沉降變形值應(yīng)與凍土溫度相匹配,并肯定小于40mm。接著