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文件名称:《高架桥梁桩基模型试验研究方法文献综述》2200字.docx
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更新时间:2025-06-03
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文档摘要

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高架桥梁桩基模型试验研究方法文献综述

模型试验在桥梁桩基础上应用比较广泛,近些年研究成果也非常多,如桩基静载试验、高应变桩基检测试验、桩基振动试验等等。下面引用相关的高架桥梁桩基础的成果。

1.1常规重力下桩基振动模型试验

朱志铭等[16]在某边坡桥梁桩基试验研究中,以大型振动台作为主要的试验,来研究在地震荷载作用下,具备代表性的陡坡地形地貌中,桥梁桩基抗滑桩支护结构体系的抗震性能优劣。按1:40的比例设计模型,进行桩基振动的研究。在大型模型试验中,主要通过输入的汶川波和正弦波的试验结果来分析铁路沿线边坡模型由地震产生的作用规律。试验结果显示:抗滑桩和桥梁桩呈三角形的土压力分布,其中抗滑桩后土压力表现为R形;还发现边坡地形对于监测点加速度效果有放大效应;地震荷载与位移成正比。桥梁桩基的各种响应强度均小于抗滑桩,很好的证明抗滑桩对桥梁桩基由优秀的支护作用。

试验模拟对象为大桥,制造等比例模型,将模型放置于振动台上,由计算机控制相应的地震波。利用有限元法来成立响应的地动反映计较模子。目的在于验证桥梁桩基在理论上的准确性、指导性和可行性,以及分析地震对桥梁桩基产生的不良影响,基础动力结构模型按照1∶50的比例进行严格而又严谨的试验,由于没有对应的理论研究作为指导,故应用较为相似的原理,经过必要的改进,适合本试验进行。通过模拟地震波作用于等比例制作的桥梁桩基模型,来研究桩身处于不同位置处的土层位移和轴力之间的变化情况。最终试验结果表明:经过对比桥梁桩基模型桩轴力、土层位移的模型试验数据与用有限元预测原型的对应指标数据,其结果大致是是相同的,因此模型试验具有较高的指导性和准确性。

实验的首要结论有以下几点:

.不同时间不同位置均会造成轴力的变化两者之间没有明确的线性规律,同时计算机导出的轴力分布曲线亦呈现无规则变化,这点特点与应用有限元理论计算得出的结果异曲同工,对比结果非常类似。

.承台位移和土层模型试验数值与弹塑性有限元方法理论分析对比结果非常接近,但是与弹性分析结果差异比较大。由以上两点结论可知,利用相应的弹塑性有限元研究的理论来分析、预估实际工程的相应数据是可靠的。[18]

由于高铁发展迅速,高铁建设越来越广泛,遇到的复杂地质问题也逐渐增加,这次研究西南地区的特有岩溶基础,在地震作用下会对桥梁桩基带来的影响,在抗震稳定性模型试验中,制作溶洞大小为2-5倍桩径、顶板厚度为2倍桩径的模型和顶板厚度为1-4倍桩径、溶洞大小为3倍桩径的等比例模型进行相应的静载试验,在这次试验中获得两种工程状况条件下对应的顶板的破坏形式以及溶洞顶板的Q-S曲线,并根据得到的大量试验数据对其中的规律进行具体整理和处理等理论分析,最终得出了在静载作用下溶洞顶板的极限安全厚度。依照静载试验结果,当桥梁桩基模型地震波作用下,分别进行以上两种工程状况下的动载试验,根据破坏模式和试验数据,把溶洞周围应力分布看成双向无限大平板中受压的孔口应力分布,联系拟动力分析法,进行具体、有效的理论分析,得出相应的规律和结论,地震烈度为6-9度时,溶洞受到冲切破坏和剪切破坏模式双重破坏的情况下的顶板安全厚度。[19]

在可液化砂土基础中,进行群桩基础地震响应的有关振动方面的试验研究中,分别进行室内振动台四种工况天然地基、3D、3.5D、4D的桩与桩之间距离的群桩基础模型试验。试验结果表明,加固桩基后的地基土发生液化时间明显长于天然状态下的地基土,并且经过对比分析,在桩间距为3D、3.5D工况下的加固地基,抗液化强度提高显著。桩间距与抗液化提高程度成反比;根据四种不同工况振动过程中沉降量峰值分析,只有加固3D桩间距的群桩基础,其竖向动承载力数值比较高;同时,同工况桩基的竖向承载力在地震力振动达稳定后与振动前竖向承载力表现不一样,稳定后高于振动前。[20]

1.2超重力离心模型试验

曹周红等[17]对于桥梁桩基受到临近深基坑开挖的影响的研究中,其周围桥梁桩基的响应性状,对桩基弯矩和横向位移变化规律有了深刻的认识。通过土工离心模型试验,研究基坑开挖时,对周围边坡桥梁桩基产生的变形性状和受力影响特征,试验结论为:1)基坑开挖的施工过程中,由于桥梁桩基两端土压力荷载之间差值越来越显著,进一步增加桩基的横向位移。对桩基顶端的程度位移,则表示为向基坑标的目的挪动,他与基坑开挖深度成正比。2)离心模型试验得到了桩基顶端各个时间的水平位移累计值,将其与现场实际观测数据进行对比分析,两者吻合,表明模型试验结果准确,可以提供未来实际工程的指导作用。

1.4小结

本试验经由过程理论阐发、数值摹拟和室内实验等方式钻研斟酌高架桥梁桩根本与地基动力相互作用模型实验。在理论分析中掌握一定的理论知识,建立数学模型,运用一定方法求解模型。在实验过程中掌握基本的实验原理,具有一定的测试