Метод расчета осадки вертикально нагруженной сваи в наклонном грунте

Оптимизационный анализ параметров осадки для свай после цементации в лёссовой зоне Шэньси, Китай

Расчет осадки свай после цементации сложен и зависит от метода расчета и параметров. Испытания на статическую нагрузку были проведены для сравнения характеристик осадки свай без заливки и после заливки раствором, а три важных параметра в методе послойного суммирования были пересмотрены для прогнозирования осадки свай после заливки раствором. Коэффициент упругого сжатия был выведен на основе метода Миндлина-Геддеса с учетом влияния изменения распределения бокового сопротивления сваи и коэффициента торцевого сопротивления на упругое сжатие после заливки раствором. Связь между модулем сжатия и гравитационным напряжением грунта и сопротивлением конусу проникновению была установлена, соответственно, с использованием экспериментальных данных. Оптимальное значение расчетного эмпирического коэффициента определено по региональным данным. Наконец, мы использовали сваю после цементации скоростной автомагистрали Уци-Динбянь в качестве практического примера. Результаты, полученные методом послойного суммирования после параметрической оптимизации, были близки к измеренным значениям. Результаты этого исследования предоставляют справочные данные и руководство для расчета осадки свай после цементации в этой области.

1. Введение

Лесс широко распространен по всему миру и составляет около 1/10 мировой площади суши [1]. Лессовое плато на северо-западе Китая является самой обширной областью накопления лёсса в мире и составляет 72.4% площади лёсса Китая. В 2013 г. государство выдвинуло стратегическую концепцию «Экономического пояса Нового Шелкового пути»; большая часть этой территории принадлежит лёссовому региону, что приводит к новым возможностям и проблемам для строительства инфраструктуры в лёссовом районе [2]. Осадка пролетных строений особенно важна для мостов, требующих высокой точности проектирования фундамента. Однако неравномерная сжимаемость лёсса часто приводит к значительной осадке сваи [3–5]. В качестве средства повышения несущей способности и уменьшения осадки свайных фундаментов технология постинъекционного цементирования стала популярным методом строительства монолитных свайных фундаментов [6–13]. Тем не менее, исследования осадки свай после цементации относительно ограничены, хотя осадка является ключевым фактором при проектировании свай. Поэтому в этом исследовании мы изучаем технику постинъекционной заливки для строительства свайного фундамента, чтобы предсказать осадку свай после заливки в лёссовых зонах.

Читайте также:
Как высоко я должен крепить свой телевизор с плоским экраном на стене? — Боб Вила

В последние десятилетия для расчета осадки свай использовалось множество методов, таких как теоретический метод передачи нагрузки [14–16], метод теории упругости [17, 18], метод деформации сдвига [19], численный расчет методы [20–25] и метод послойного суммирования [26]. Некоторые ученые исследовали адаптируемость метода пост-цементации в различных несущих слоях и факторы, влияющие на осадку и деформацию [9, 27]. Другие ученые рассмотрели параметры почвы и предложили итеративное решение для одной сваи после изучения взаимодействия между навозной жижей и почвой; был предложен метод расчета осадки, основанный на деформации сдвига и теоретических методах передачи нагрузки [28–30]. Многие ученые использовали численные процедуры для моделирования свай после цементации, чтобы определить несущую способность и характеристики осадки; результаты показали, что смоделированные значения хорошо согласуются с измеренными значениями [31].

Хотя вышеупомянутые методы могут прогнозировать осадку свай после цементации, недостатком этих методов является плохая применимость из-за сложности грунта после цементации. Поэтому, хотя исследования по осадке свай методом послойного суммирования относительно ограничены, на самом деле это самый простой и практичный метод. Например, метод расчета осадки, описанный в последнем издании Технического кодекса Китая по строительству свайных фундаментов [32], основан на методе послойного суммирования, что делает его наиболее широко используемым методом в инженерных расчетах. Однако значения расчетных параметров в этом стандарте не приводятся, поскольку существуют региональные различия в параметрах осадки свай после цементации. В данном исследовании используется метод послойного суммирования. Мы проводим испытание на статическую нагрузку, испытание в помещении и испытание на проникновение статического конуса на скоростной автомагистрали Уци-Динбянь и определяем оптимальные значения трех параметров, на которые влияет последующая цементация. Наконец, мы сравниваем результаты, полученные методом послойного суммирования после параметрической оптимизации, с измеренными значениями; получается хорошее согласие. Результаты этого исследования предоставляют данные и руководство для расчета осадки свай после цементации в лёссовой зоне на севере провинции Шэньси в Китае.

2. Состояние площадки и методы испытаний
2.1. Состояние сайта

Скоростная автомагистраль Уци-Динбянь (рис. 1), которая пересекает уезды Уци и уезды Динбянь в Китае, является ключевым проектом в провинции Шэньси. Строительство началось в 2015 году. Маршрут начинается в Цзуматае на востоке уезда Уци и заканчивается в Шицзинцзы на юго-востоке. округа Динбянь; скоростная автомагистраль имеет длину 92.217 км. Район исследования расположен в средней точке этого маршрута. Устои по обеим сторонам моста расположены в районе лёссовых холмов (район лёссовых холмов относится к геоморфологии, возникшей в результате лёссовой эрозии © Baidu Encyclopedia).

Читайте также:
Руководство по покупке плиты - объяснение газовых, электрических, индукционных и керамических плит

Достижения в области гражданского строительства

Достижения в области анализа и проектирования защитных конструкций от экстремальных нагрузок 2020

Метод расчета осадки вертикально нагруженной сваи в наклонном грунте

, 1 Вэнь-янь Ву, 1 Цзя-ли Хэ, 1 и Лу-цзе Чен 1

Абстрактные

На основе метода касательного модуля гиперболической кривой и теории напряжения клина в этой статье предлагается метод расчета осадки вертикально нагруженной одинарной сваи в наклонном грунте. Путем установления связи между начальным модулем касания и модулем сжатия грунта откоса получается модуль касания грунта откоса в сочетании с решением Миндлина-Геддеса и формулой Хансена, а также получается решение осадки сваи в наклонном грунте. Затем проводится ряд численных анализов для проверки осуществимости предлагаемого метода. Наконец, подробно обсуждается влияние параметров, включая угол наклона, расстояние от сваи до вершины склона и свойства грунта вокруг сваи. Результаты показывают, что осадка сваи будет увеличиваться при увеличении угла наклона или уменьшении расстояния сваи от гребня склона, а влияние этих двух параметров на осадку сваи связано с сцеплением. Кроме того, модуль сжатия, сцепление и угол внутреннего трения грунта вокруг сваи отрицательно связаны с осадкой сваи, и установлено, что модуль сжатия грунта является более влиятельным параметром.

1. Введение

Свайные фундаменты являются одним из широко используемых фундаментов, которые часто используются в опорах ЛЭП, высотных зданиях, мостостроении и других сооружениях. Эти сооружения часто строят на склоне или рядом с ним. Расчет осадки свай является важной частью проектирования свайного фундамента в наклонном грунте [1].

В настоящее время большинство исследований сосредоточено на теоретических методах расчета осадки свай в плоском грунте, в основном это метод теории упругости [2, 3], метод сдвиговых перемещений [4], метод передачи нагрузки [5] и метод послойного суммирования. В последние годы на основе изложенных выше теоретических методов многими исследователями проводились дальнейшие исследования по нелинейному расчету осадки сваи [6–8]. Например, Чжао и др. В работе [9] энергетическим методом рассчитана осадка сваи с высокой несущей площадкой. Согласно теории расширения цилиндрической полости и моделям передачи нагрузки Zhang et al. В работе [10] установлен нелинейный метод расчета деформаций свайного фундамента в песке. Кроме того, предложен ряд оптимизационных методов расчета осадки сваи в различных условиях плоского грунта [11–13]. Однако поведение сваи на наклонной поверхности отличается от поведения сваи на плоской поверхности. Во-первых, напряженное состояние грунта в наклонном грунте меняется, потому что грунт вокруг сваи находится в асимметричном пространстве, отличном от полубесконечного пространства в плоском грунте. Во-вторых, отсутствие грунта на склоне уменьшает давление грунта на сваю, и давление грунта на сторону сваи неизбежно уменьшится; поэтому предельная несущая способность наконечника сваи в наклонном грунте снижается. Наконец, создается эффект наклона; то есть смещение сваи в наклонном грунте больше, чем в плоском грунте при той же нагрузке. В результате методы расчета осадки сваи в плоском грунте больше не подходят для свай в наклонном грунте. Однако исследования по методу расчета осадки свай в наклонных грунтах ограничены. Большинство исследователей исследовали боковую реакцию [14–16], боковую деформацию [17, 18] и боковую несущую способность [19–21] свайных фундаментов или закон передачи нагрузки свайных фундаментов при вертикальной нагрузке [22] в наклонная земля. Поэтому необходимо установить методику расчета осадки сваи в наклонном грунте.

Читайте также:
Подушка с начинкой из листьев кедровой шишки | Любовь, чистота и природа

На основе метода модуля тангенса гиперболической кривой с учетом эффекта наклона в данной статье устанавливается метод расчета осадки сваи в наклонном грунте и выполняются параметрические исследования. Во-первых, на основе теории клинового напряжения изучается трехсторонняя зависимость напряжения грунта на наклонном грунте под действием собственного веса, а также зависимость между начальным касательным модулем E и модуль сжатия Es выводится. Затем, в сочетании с коэффициентом сопротивления вершины сваи в наклонном грунте, улучшается решение Миндлина-Геддеса для расчета дополнительного напряжения вершины сваи. Кроме того, по формуле Хансена рассчитывается предельное сопротивление на конце сваи, которое может учитывать наклон грунта. Наконец, осадка сваи в наклонном грунте рассчитывается в сочетании с методом послойного суммирования. Кроме того, теоретические результаты сравниваются с результатами численного моделирования. Анализируются влиятельные параметры, в том числе угол наклона, расстояние сваи от гребня склона, модуль сжатия, сцепление и угол внутреннего трения грунта вокруг сваи.

2. Метод расчета осадки сваи в наклонном грунте на основе метода касательного модуля гиперболической кривой
2.1. Основные предположения

Схема анализируемой модели представлена ​​на рис. 1. (r, θ) – полярная система координат, (x, z) – прямоугольная система координат, а y направление перпендикулярно xz самолет. Напряжение грунта вокруг сваи под действием собственного веса равно ρg. Основные допущения для простоты сделаны следующим образом: (1) Свая является жесткой без деформаций сжатия. Осадка на кончике сваи равна осадке на вершине сваи. (2) И грунт, и свая однородны и изотропны. (3) Склон стабилен, без нестабильности и повреждений.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: