內(nèi)插預(yù)應(yīng)力鋼管桁架水泥土組合梁的模型試驗與數(shù)值模擬.pdf

1、隨著我國城市化進(jìn)程的加速，傳統(tǒng)的多層建筑已經(jīng)不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求，城市建設(shè)開始向高層建筑、超高層建筑和地下空間發(fā)展，對基坑支護(hù)的要求也越來越高。在此背景下，基坑工程及其相關(guān)技術(shù)迅速發(fā)展起來。本文引入一種內(nèi)插預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土桁架的水泥土圍護(hù)樁，這是一種新型的組合結(jié)構(gòu)形式，與一些傳統(tǒng)的基坑支護(hù)方式相比，具有施工速度快、抗?jié)B性能好等優(yōu)點，能夠提高施工功效，降低維護(hù)成本并且更加綠色環(huán)保。
　　本文主要針對預(yù)應(yīng)力鋼管桁架水泥土組合梁的

2、剛度、變形等受力性能進(jìn)行研究，采用室內(nèi)模型試驗與有限元數(shù)值模擬相結(jié)合的手段，采用模型實測結(jié)果對有限元模型進(jìn)行校驗，通過數(shù)值模擬對預(yù)應(yīng)力鋼管桁架水泥土組合梁結(jié)構(gòu)的性能進(jìn)行詳細(xì)的分析。本文完成的主要工作有:
　　1.進(jìn)行了兩組普通鋼管桁架與預(yù)應(yīng)力鋼管桁架的靜力加載對比試驗，研究了兩種鋼管桁架的剛度、變形和承載力等受力性能。試驗結(jié)果表明:對鋼管桁架施加預(yù)應(yīng)力后，不僅可以提升鋼管桁架的抗彎剛度，并可有效調(diào)節(jié)桿件的應(yīng)力分布，桿件的受力性能得

3、到了很大的改善。
　　2.開展了水泥土各項物理性能和力學(xué)性能的試驗研究;通過無側(cè)限壓縮試驗、三軸壓縮試驗等得出了不同摻入比的水泥土的變形模量、內(nèi)摩擦角以及粘聚力等參數(shù)，分析總結(jié)了齡期和水泥摻入比對水泥土強(qiáng)度變化的影響，為水泥土組合梁的有限元模擬提供了相關(guān)參數(shù)。
　　3.進(jìn)行了預(yù)應(yīng)力鋼管桁架水泥土組合梁進(jìn)行靜力加載試驗，研究水泥土組合梁的整體剛度、變形和裂縫的分布情況，并與預(yù)應(yīng)力鋼管桁架進(jìn)行了對比，探討水泥土與預(yù)應(yīng)力鋼管桁架的

4、相關(guān)作用。研究結(jié)果表明，水泥土能夠有效提升桁架構(gòu)件的受力性能和整體剛度，而預(yù)應(yīng)力鋼管桁架能很好的延緩水泥土裂縫的發(fā)展。
　　4.采用有限元方法對預(yù)應(yīng)力鋼管桁架和預(yù)應(yīng)力鋼管桁架水泥土組合梁進(jìn)行了模擬和分析計算，通過與試驗數(shù)據(jù)對比對有限元計算模型進(jìn)行了校驗，對影響預(yù)應(yīng)力鋼管桁架水泥土組合梁力學(xué)性能的主要因素進(jìn)行了參數(shù)分析。分析結(jié)果表明:預(yù)應(yīng)力鋼管桁架結(jié)構(gòu)的整體剛度主要受鋼管強(qiáng)度、預(yù)應(yīng)力的雙重影響;其中，上下弦桿影響較小，預(yù)應(yīng)力取值和腹