工程地质学报
     首页 |  期刊简介 |  编委会 |  投稿指南 |  期刊订阅 |  留言板 |  联系我们 |  广告合作 |  会议信息 |  English
工程地质学报  2017, Vol. 25 Issue (6): 1574-1582    DOI: 10.13544/j.cnki.jeg.2017.06.021
地质工程实践 最新目录 | 下期目录 | 过刊浏览 | 高级检索  |   
串珠状溶洞地层中桩基荷载传递特征的数值计算
黄明1,2, 张冰淇1, 陈福全1, 黄治璟1, 张旭东1,2
1. 福州大学土木工程学院 福州 350116;
2. 中铁十一局集团有限公司 武汉 430071
NUMERICAL CALCULATION ON LOAD TRANSFER PROGRESS OF PILE FOUNDATION IN BEADED KARST CAVE STRATUM
HUANG Ming1,2, ZHANG Bingqi1, CHEN Fuquan1, HUANG Zhijing1, ZHANG Xudong1,2
1. College of Civil Engineering, Fuzhou University, Fuzhou 350116;
2. China Railway 11 th Bureau Group Co., Ltd., Wuhan 430071
 全文: PDF (3899 KB)   HTML( )   输出: BibTeX | EndNote (RIS)      背景资料
摘要 桩基下穿串珠状溶洞时的承载性状极其复杂,分析桩基荷载传递与溶洞稳定性的耦合响应特征具有重要意义。建立地质模型上述问题进行数值计算,主要得到以下结论:受桩侧荷载传递作用,顶板厚度与溶洞跨度之比小于某一数值时岩层将产生冲切破坏,比例相对较大时剪应力将集中分布并发生冲剪破坏;溶洞的存在使桩侧阻力分布存在多个极值点,其数量与上覆岩层厚度、溶洞数量及底板岩层厚度等相关;溶洞顶板临空面处侧阻力存在迅速衰减段,其范围受卸荷岩层厚度及岩层竖向位移影响较大,当外荷载增大到一定数值以后该区域侧阻力变化较小;中夹岩层处侧阻力极大值位于岩层中部,且随层厚的增大而减小,厚度较小时侧阻力呈等腰三角形对称分布,厚度较大时呈阶梯型分布,厚度越大阶梯跨度越大,分布越均匀;中夹岩层侧阻力分布受桩长变化影响较小,但下部底板侧阻力分布受桩长及外荷载影响较大;中夹岩层的荷载-位移曲线(Q-S')呈抛物线型变化,存在明显的屈服拐点,层厚越大竖向位移越小,相同外荷载作用下桩越长其位移越大;桩径越大,Q-S'曲线拐点对应外荷载越大,对应中夹岩层位移越大,但桩径超过某一值后影响程度逐渐变小。
服务
把本文推荐给朋友
加入我的书架
加入引用管理器
E-mail Alert
RSS
作者相关文章
关键词串珠状溶洞   桩基   荷载传递   破坏模式   位移     
Abstract: Bearing behaviour of the pile in the beaded karst cave is very complex. It is of great significant to study the response characteristics coupling the load transfer of the pile and the stability of karst cave. Calculation on the bearing characteristics of the pile and the stability of beaded karst cave is made with the Plaxis 2D and Abaqus 3D.The numerical results show that the punching failure happens in the top rock when the ratio of the top rock thickness vs the cave span is small, while punching shear failure happens at larger ratio. There are multiple maxima of the side resistance around the pile because of the existence of the beaded karst carve. The number of the points is related to the top rock thickness, number of the karst carves and the floor rock thickness. The side resistance will fall down quickly around the free face of the top rock. The area size is related to the thickness of the surrounding rock and its displacement. The difference will become small under larger load. The maximum of the side resistance around the middle rock layer locates at the middle, and the maximum value declines with the increase of the middle rock layer thickness. Besides, the side resistance distributes as the isosceles triangle with the thin middle rock layer, while it distributes as ladder shape with thick middle rock layer. The thicker the middle rock layer, the greater the ladder span, and the more uniform distribution of the side resistance. However, the side resistance distribution around the middle rock layer is not related to the length of the pile. Only the side resistance around the floor rock layer is related to the length of the pile and the load value. The curve of load vs displacement of the middle rock layer is parabolic shape, and there is an obvious inflection point in the load-displacement curve. The vertical displacement of the middle rock layer grows with the increase of the length of the pile and the decrease of the thickness of middle rock layer. The greater the diameter of the pile, the greater the external load corresponding to the inflection point of the load-displacement curve, and the greater the vertical displacement of the middle rock layer. However, the influence of the pile diameter changing to the curve will become smaller when the pile diameter is large enough.
Key wordsBeaded karst carve   Pile foundation   Load transfer   Failure model   Displacement   
收稿日期: 2016-12-01;
基金资助:

国家自然科学基金(41672290),福建省自然科学基金(2016J01189)资助

通讯作者: 陈福全(1971-),男,博士,教授,主要从事岩土工程科研与教学工作.Email:phdchen@163.com     E-mail: phdchen@163.com
作者简介: 黄明(1983-),男,博士,副教授,主要研究方向为岩土与地下工程.Email:huangming05@163.com
引用本文:   
. 串珠状溶洞地层中桩基荷载传递特征的数值计算[J]. 工程地质学报, 2017, 25(6): 1574-1582.
. NUMERICAL CALCULATION ON LOAD TRANSFER PROGRESS OF PILE FOUNDATION IN BEADED KARST CAVE STRATUM[J]. Journal of Engineering Geology, 2017, 25(6): 1574-1582.
 
没有本文参考文献
[1] 陈一, 赫建明, 林冲, 张义祥. 不同应变率单轴加载条件下页岩的各向异性力学行为[J]. 工程地质学报, 2018, 26(2): 510-519.
[2] 苟晓军, 何发亮. 隔水隔泥岩土盘构成及其破坏模式研究[J]. 工程地质学报, 2017, 25(s1): 158-163.
[3] 徐刚, 张志斌, 范泽英. 危岩失稳模式分类研究[J]. 工程地质学报, 2017, 25(s1): 390-399.
[4] 苗鹏勇, 王宝军, 施斌, 曾绍洪, 孟志浩. 分布式光纤桩基检测数据智能化处理方案的研究与应用[J]. 工程地质学报, 2017, 25(6): 1610-1616.
[5] 尹晓萌, 晏鄂川, 崔学杰, 王闫超, 卓琦斐. 片岩强度各向异性特征及破坏模式分析[J]. 工程地质学报, 2017, 25(4): 943-952.
[6] 陈昌富, 赵洪波. 基于均匀设计坡积土含水量与干密度对锚-土界面性能影响试验研究[J]. 工程地质学报, 2017, 25(2): 352-358.
[7] 张御阳, 黄润秋, 裴向军, 魏玉峰, 王梓龙, 王刚, 肖华波. 楞古水电站碎裂岩质边坡变形破坏模式研究[J]. 工程地质学报, 2017, 25(2): 556-564.
[8] 曹蕊, 门玉明, 高洁, 程辉, 李凯玲, 高治. 黄土高填方复合地层-桩基体系承载特性研究[J]. 工程地质学报, 2016, 24(s1): 614-621.
[9] 付敏, 邓清禄, 张申, 黄晓明. 测斜监测数据在滑坡滑面识别中的应用——以巴东县第三中学滑坡为例[J]. 工程地质学报, 2016, 24(s1): 765-772.
[10] 姚文敏, 胡斌, 毛元静, 姚远, 李华舟. 露天矿山边坡破坏模式与稳定性的综合评价[J]. 工程地质学报, 2016, 24(s1): 1093-1099.
[11] 胡田飞, 杜升涛. 基于偏应力的类土质路堑边坡松动区范围分析[J]. 工程地质学报, 2016, 24(s1): 1100-1107.
[12] 赵国斌, 徐学勇, 廖卓, 王东元. 齐热哈塔尔水电站引水隧洞岩爆破坏及机理研究[J]. 工程地质学报, 2016, 24(s1): 1320-1325.
[13] 阴晓冬, 张常亮, 李同录, 张国伟. 采空区对输电线路稳定性影响三维数值模拟分析[J]. 工程地质学报, 2016, 24(s1): 1326-1335.
[14] 陈忠清, 张飞, 常金源, 吕越. 2015年7月11日浙江绍兴太平山村滑坡灾害研究[J]. 工程地质学报, 2016, 24(s1): 463-468.
[15] 谭福林, 胡新丽, 张玉明, 何春灿, 章涵, 贺太红. 基于变形破坏模式的滑坡加固方法研究[J]. 工程地质学报, 2016, 24(s1): 694-701.
版权所有 © 2009 《工程地质学报》编辑部    京ICP备05029136号-13
地址:北京市朝阳区北土城西路19号  邮政编码:100029
电话:010-82998121 ,82998124   传真:010-82998121 Email:gcdz@mail.igcas.ac.cn