濕陷性黃土地基方形閉合地下連續(xù)墻橋梁基礎(chǔ)承載性狀模型試驗研究.pdf

1、隨著國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施，我國西部地區(qū)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方興未艾。西北地區(qū)廣泛分布濕陷性黃土，在特殊的濕陷性黃土場地修建橋梁基礎(chǔ)工程也具有特殊性，如地基濕陷變形對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)承載性質(zhì)的影響等。相對于濕陷性黃土場地的樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)及淺基礎(chǔ)，本文探討新型的閉合型地下連續(xù)墻橋梁深基礎(chǔ)在濕陷性黃土地區(qū)的適應(yīng)性。這種基礎(chǔ)工程型式具有剛度大、適用范圍廣、工效高、承載穩(wěn)定性好等優(yōu)點。然而，在黃土地區(qū)采用閉合地下連續(xù)墻為橋梁深基礎(chǔ)型式，一個不容忽視的問

2、題便是濕陷性黃土遇水浸濕后易發(fā)生濕陷而引發(fā)的閉合墻負摩阻力問題。因此，研究濕陷性黃土地區(qū)黃土特性以及閉合型地下連續(xù)墻豎向承載性質(zhì)及負摩阻力的變化規(guī)律具有重要的工程實際意義。
　　本文通過研制濕陷性黃土的模型試驗相似材料，將室內(nèi)人工配制的濕陷性黃土材料應(yīng)用于室內(nèi)模型試驗，制作室內(nèi)閉合型地下連續(xù)墻模型開展試驗工作，采用數(shù)值模擬方法對濕陷性黃土地區(qū)地下閉合墻的豎向承載性質(zhì)以及負摩阻力發(fā)展規(guī)律進行了較為系統(tǒng)的研究。主要研究內(nèi)容及研究成果如

3、下：
　　（1）在對黃土濕陷機理認識的基礎(chǔ)上，選取砂、石英粉、膨潤土、石膏、工業(yè)鹽五種材料，經(jīng)過大量配合比試驗，可以得到不同濕陷系數(shù)的濕陷性黃土相似材料的配比。通過濕陷試驗，得到該相似材料和天然濕陷性黃土具有相似的濕陷特征，浸水產(chǎn)生強烈的濕陷，可較好地運用于室內(nèi)模型試驗中。
　?。?）通過室內(nèi)模型試驗研究濕陷性黃土地區(qū)閉合型地下連續(xù)墻橋梁基礎(chǔ)的豎向承載能力和負摩阻力發(fā)揮性能，利用人工配制的濕陷性黃土相似材料作為模型土，表面進

4、行處理后的有機玻璃作為模型墻體，制作25cm（長）×25cm（寬）×57cm（高）正方形閉合型地下連續(xù)墻模型。通過測試墻身軸力和墻內(nèi)外壁側(cè)摩阻力，土體濕陷附加應(yīng)力和墻端阻力，以及土體濕陷變形量和樁頂沉降。分析濕陷性黃土地基閉合型地下連續(xù)墻的豎向承載性能、負摩阻力發(fā)揮特性。
　?。?）閉合型地下連續(xù)墻豎向承載模型試驗結(jié)果表明，墻外壁側(cè)摩阻力的非線性分布現(xiàn)象明顯，墻內(nèi)壁下部側(cè)摩阻力最大。墻外壁側(cè)摩阻承擔荷載最多，其次是墻內(nèi)壁，墻端阻力

5、及承臺土反力承擔荷載較少。
　?。?）對于閉合型地下連續(xù)墻負摩阻力模型試驗，周圍土體浸水后，墻體承載力明顯降低，外墻壁出現(xiàn)負摩阻力，呈“拋物線”狀。同時內(nèi)墻壁側(cè)摩阻力、墻端阻力以及承臺土反力較未浸水工況下得以進一步發(fā)揮。
　?。?）運用有限元軟件MIDAS/GTS，基于模量折減法對現(xiàn)場試驗進行模擬。分析了荷載施加過程及土體濕陷過程中模型位移云圖和應(yīng)力云圖的變化規(guī)律。通過對比現(xiàn)場試驗工況以及室內(nèi)模型試驗工況，數(shù)值模擬結(jié)果所得到