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不平整基岩上预应力管桩竖向裂缝的研究

不平整基岩上预应力管桩竖向裂缝的研究

作者：潘紫伟昆明理工大学

学位级别：硕士

预应力管桩有着单桩承载能力高、施工方便、抗震性能好等优势,被广泛应用在民用与工业建筑、码头、桥梁、道路等众多领域。但由于工程地质形式复杂多样、桩端持力层不平整等原因,导致桩基础在施工过程中容易产生诸多问题。在复杂岩溶地... 详细信息

预应力管桩有着单桩承载能力高、施工方便、抗震性能好等优势,被广泛应用在民用与工业建筑、码头、桥梁、道路等众多领域。但由于工程地质形式复杂多样、桩端持力层不平整等原因,导致桩基础在施工过程中容易产生诸多问题。在复杂岩溶地区,地下往往存在大块不规则的基岩或孤石,预应力管桩在沉桩过程中,当桩底作用于不平整基岩上时,基岩表面不是平面,则桩底相当于一部分作用于基岩或持力层,另一部分作用于软土层而导致受力不均匀,在基岩与软土层界面处弯矩最大,在打桩机继续施加荷载的过程中桩身发生“弯曲破坏”;且桩顶部位通常为淤泥、素填土等土体,对桩侧约束较小,当桩身应力超过混凝土强度极限时将产生竖向裂缝。本文以实际工程为背景,分析预应力管桩在沉桩过程中竖向裂缝的形成机理。在本工程的地勘报告中显示,裂缝桩所处位置桩底可能有着表面不规则的大块强风化基岩,裂缝桩并没有达到设计要求进入持力层的深度,而是桩底刚好与不平整基岩所接触。因此,采用大型有限元软件ABAQUS模拟预应力管桩的沉桩过程,研究桩身参数的改变对桩身应力的影响,从而达到规避开裂风险的目的;同时模拟沉桩过程中桩底的不同范围作用于不平整基岩上时,桩身产生竖向裂缝的特点及变化规律,并得出随着管桩桩底作用于基岩范围的增大,竖向裂缝的最大宽度和裂缝长度均随之减小的结论,由此推断本文实际工程中八根裂缝桩桩底作用于不平整基岩的预估范围。基于本文施工现场测定桩裂缝长度较为困难的实际情况,通过数值模拟得出竖向裂缝的最大宽度及长度,同时结合施工经验和实际工程数据,对模拟结果进行回归分析,推导出裂缝长度与最大裂缝宽度之间呈线性关系,并分析其原因。最后对于裂缝桩的处理,采用有限元模拟确定了加固裂缝桩所需的最小灌芯配筋长度为大于裂缝长度0.5m的结论,为实际工程中裂缝桩的加固提供了依据,也为施工现场预防和解决预制桩的竖向裂缝问题提供了一定的技术支持。

关键词：桩身应力竖向裂缝裂缝长度回归分析加固长度

含竖向裂缝的近水平层状岩体边坡的动力学分析

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土木工程学报 2006年第7期39卷 94-98页

作者：邵江周德培周应华谢红强西南交通大学铁道部第二勘察设计研究院四川成都610031

红层中的近水平岩层在天然状态下稳定性高,但爆破开挖会造成竖向裂缝的扩展,连续降雨也会诱发岩体沿软弱夹层的滑动破坏,因此对竖向裂缝在爆破荷载下的起裂、扩展效应分析是有意义的。以岩体中竖向裂缝尖端在水平拉应力下的应力分布为... 详细信息

红层中的近水平岩层在天然状态下稳定性高,但爆破开挖会造成竖向裂缝的扩展,连续降雨也会诱发岩体沿软弱夹层的滑动破坏,因此对竖向裂缝在爆破荷载下的起裂、扩展效应分析是有意义的。以岩体中竖向裂缝尖端在水平拉应力下的应力分布为出发点,通过强度因子K1推导张开型裂缝周围在水平荷载下的应力场,说明裂缝尖端的应力集中是裂缝的起裂、扩展的关键,采用格里菲斯(Griffith)能量准则对其进行实现,并推导岩体断裂后沿岩层面剧动距离的计算方法,采用拟静力法计算爆破对边坡的荷载影响,从而反算出防止边坡裂缝扩展所需要的炸药量和位置。最后用实例说明方法的应用性和可行性。

关键词：竖向裂缝近水平层状裂缝扩展爆破边坡

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不平整基岩对预应力管桩竖向裂缝影响研究

工业安全与环保 2022年第9期48卷 35-39页

作者：潘紫伟王东张飞张乐段铃铃昆明理工大学建筑工程学院昆明650500

结合工程实例,采用ABAQUS中扩展有限元法建立桩土模型,以最大主应力准则、最大能量释放率准则作为损伤机制,并考虑初始地应力的影响,通过分析在竖向荷载作用下,桩头的不同范围(桩头的1/2、1/3、1/4)作用于不平整基岩上预应力管桩所产生... 详细信息

结合工程实例,采用ABAQUS中扩展有限元法建立桩土模型,以最大主应力准则、最大能量释放率准则作为损伤机制,并考虑初始地应力的影响,通过分析在竖向荷载作用下,桩头的不同范围(桩头的1/2、1/3、1/4)作用于不平整基岩上预应力管桩所产生竖向裂缝的变化规律。

关键词：预应力管桩竖向裂缝最大主应力有限元分析

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普通钢筋混凝土箱梁桥腹板竖向裂缝成因分析

工业建筑 2009年第S1期39卷 919-922,918页

作者：丁勇赵启林马方圆段金辉解放军理工大学工程兵工程学院南京210007

通过对江苏省内高速路段88座普通钢筋混凝土箱梁桥进行的23次检测统计,发现腹板竖向裂缝是该类桥梁十分普遍的一种病害。于是结合一座实桥的检测和相关试验数据,综合考虑了水化反应、日照温差、相对湿度差以及混凝土自身收缩等因素作用... 详细信息

通过对江苏省内高速路段88座普通钢筋混凝土箱梁桥进行的23次检测统计,发现腹板竖向裂缝是该类桥梁十分普遍的一种病害。于是结合一座实桥的检测和相关试验数据,综合考虑了水化反应、日照温差、相对湿度差以及混凝土自身收缩等因素作用,利用有限元方法分析计算了腹板应力状态变化过程。分析计算结果表明:腹板拆模初期开裂的主要因素是水化反应,而裂缝后期扩展的主要因素则是腹板内外收缩差以及混凝土整体收缩受钢筋约束作用。

关键词：竖向裂缝箱梁腹板收缩裂缝