河流沖刷對(duì)既有橋梁群樁基礎(chǔ)豎向承載性狀影響的數(shù)值模擬.pdf

1、沖刷是造成橋梁水毀事故發(fā)生的最主要原因之一。對(duì)于跨海跨河的大型橋梁，其基礎(chǔ)長(zhǎng)期處于復(fù)雜的水環(huán)境中，在沖刷作用下，使得河床下切，基礎(chǔ)埋置深度減小，改變了基礎(chǔ)的邊界條件，最終導(dǎo)致基礎(chǔ)承載力降低甚至失效。盡管關(guān)于橋梁樁基礎(chǔ)沖刷的研究很多，而涉及如何評(píng)價(jià)沖刷對(duì)橋梁樁基礎(chǔ)承載性狀影響的研究卻較少，但這正在受到學(xué)術(shù)界與工程界的高度重視。
　　基于大量國(guó)內(nèi)外關(guān)于樁基礎(chǔ)沖刷問題研究的文獻(xiàn)，本文深入認(rèn)識(shí)沖刷對(duì)既有橋梁樁基礎(chǔ)研究的現(xiàn)狀及存在問題，利用

2、ABAQUS有限元軟件建立三維實(shí)體模型，對(duì)基樁和群樁基礎(chǔ)的沖刷問題進(jìn)行深入研究，主要完成下述工作:
　　1、根據(jù)橋梁墩、臺(tái)的沖刷機(jī)理及群樁的沖刷形態(tài)，明確提出橋梁樁基礎(chǔ)的三種沖刷形態(tài)，即一般沖刷、局部均勻沖刷、局部不均勻沖刷;引入“開挖法”模擬沖刷過程，研究三種沖刷形態(tài)下橋梁基樁和群樁的豎向承載特性的改變。
　　2、對(duì)于基樁的沖刷問題，重點(diǎn)研究不均勻沖刷形態(tài)，分析了沖刷深度、土質(zhì)條件的改變、樁長(zhǎng)細(xì)比等因素對(duì)基樁在沖刷后和極限

3、荷載下樁身軸力、樁側(cè)摩阻力及樁端阻力的影響。結(jié)果表明:上述三種因素的改變均會(huì)引起基樁回彈;樁端土質(zhì)較樁側(cè)土質(zhì)對(duì)沖刷作用下基樁的影響更大;沖刷對(duì)短樁造成更大的不利影響。
　　3、針對(duì)群樁沖刷而言，研究三種沖刷形態(tài)下，樁間距對(duì)群樁豎向承載性狀的影響，包括:沉降量、沉降比、回彈比、效率系數(shù)、PDV。結(jié)果表明:不同的樁間距在三種沖刷形態(tài)下均會(huì)引起群樁不同程度的回彈;而對(duì)于沖刷后PDV，均勻沖刷基本不引起承載力的損失，而一般沖刷與不均勻沖刷

4、承載力都有不同程度的損失。以Sa=4D為例分析群樁豎向承載性狀的變化，結(jié)果表明:三種沖刷情形下，樁側(cè)摩阻力在沖刷后和極限荷載下基本呈三角形分布，而樁身軸力在極限荷載下呈“R”形分布，但角樁、邊樁及中間樁的豎向承載性狀均與群樁受荷后的一般規(guī)律不同，對(duì)于考慮沖刷作用的群樁值得注意。
　　通過本文對(duì)三種沖刷形態(tài)下基樁與群樁的研究，取得了對(duì)沖刷作用下橋梁樁基礎(chǔ)豎向承載特性影響的認(rèn)識(shí)，為評(píng)估沖刷后橋梁的安全性能奠定基礎(chǔ)，也為進(jìn)一步改進(jìn)橋梁設(shè)