在多年凍土地區(qū)進行工程建設(shè)是一項極具挑戰(zhàn)性的工作,其中樁基工程更是存在諸多難點。在多年凍土的環(huán)境下,樁基與周圍凍土之間存在復(fù)雜的溫度場耦合關(guān)系,這直接影響樁基的承載能力和變形特性。因此,深入研究樁-土溫度場與承載力的協(xié)同演變規(guī)律,對于指導(dǎo)多年凍土地區(qū)樁基設(shè)計與施工具有重要意義。本書主要針對上述問題進行了系統(tǒng)研究。首先,全面闡述了凍土工程學(xué)的基本理論,包括凍土的物理力學(xué)特性、溫度場演化規(guī)律等。其次,針對樁基在凍土中的溫度場分布特征及其與承載力的耦合關(guān)系進行了深入探討。最后,作者結(jié)合工程實例,在靜載法基礎(chǔ)上對高應(yīng)變動測法樁-土模型中的土體參數(shù)進行修正。
宇德忠,浙江樹人學(xué)院土木工程專業(yè)負責(zé)人副教授,長期從事道路橋梁工程領(lǐng)域的研究工作,尤其在凍土-樁基相互作用機理、凍土溫度場演化規(guī)律等方面取得了一系列創(chuàng)新性成果。相關(guān)研究成果先后發(fā)表于《巖石力學(xué)與工程學(xué)報》《巖土力學(xué)》《Scientific Reports》《International Journal of Transportation Science and Technology》和《Heliyon》等國內(nèi)外知名學(xué)術(shù)期刊。主持或參與多項省市級科技項目,先后獲省級“科技進步三等獎”1項、“全國優(yōu)秀城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計三等獎”1項、“黑龍江省優(yōu)秀城鄉(xiāng)規(guī)劃二等獎”1項,取得發(fā)明專利2項、實用新型專利7項。
1 緒論 1.1 研究背景 1.2 研究目的與意義 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1.3.1 凍土力學(xué)的研究現(xiàn)狀 1.3.2 樁基溫度場的研究現(xiàn)狀 1.3.3 樁基承載力的研究現(xiàn)狀 1.4 研究的主要內(nèi)容 1.5 研究方法與技術(shù)路線 2 凍土地區(qū)樁-土之間作用機理 2.1 凍土地區(qū)樁基類型 2.2 鉆孔灌注樁的受力特點 2.3 樁-土間的凍結(jié)強度 2.4 樁-土體系荷載傳遞機理 2.4.1 影響樁側(cè)摩阻力的因素 2.4.2 影響樁端阻力的因素 2.5 本章小結(jié) 3 樁周凍土物理力學(xué)參數(shù)的試驗研究 3.1 試驗地點概況 3.2 土樣的選取 3.3 多年凍土的物理參數(shù) 3.3.1 天然含水率 3.3.2 天然密度 3.3.3 顆粒分析 3.3.4 土體液塑限 3.3.5 礦物顆粒比重 3.3.6 土體滲透性試驗 3.4 多年凍土主要力學(xué)參數(shù) 3.4.1 融沉及壓縮試驗 3.4.2 抗剪強度 3.4.3 單軸抗壓強度 3.5 本章小結(jié) 4 樁基回凍進程的動態(tài)監(jiān)測與分析 4.1 樁基溫度監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成與布設(shè) 4.1.1 溫度系統(tǒng)的構(gòu)成 4.1.2 樁基溫度監(jiān)測系統(tǒng)的組建 4.1.3 樁基溫度監(jiān)測系統(tǒng)的現(xiàn)場布設(shè) 4.2 樁基溫度變化分析 4.3 本章小結(jié) 5 樁基回凍前后靜載試驗研究 5.1 試驗方案 5.2 試驗設(shè)備 5.3 自平衡靜載試驗 5.3.1 試驗原理 5.3.2 試驗規(guī)定 5.4 樁身軸力及相關(guān)指標的計算 5.4.1 軸力計算 5.4.2 樁側(cè)摩阻力的計算 5.4.3 樁身截面位移計算 5.4.4 樁頂?shù)刃Ш奢d轉(zhuǎn)換方法 5.5 試驗結(jié)果及分析 5.6 本章小結(jié) 6 樁基回凍前后動載試驗研究 6.1 試驗方案 6.2 高應(yīng)變動測試驗設(shè)備 6.3 實測曲線擬合法 6.3.1 試驗原理 6.3.2 樁連續(xù)桿件模型 6.3.3 土模型假設(shè) 6.4 試驗結(jié)果及分析 6.5 本章小結(jié) 7 樁基溫度場及承載力的有限元模擬與分析 7.1 樁基溫度場的模擬與分析 7.1.1 熱力學(xué)分析基本步驟 7.1.2 模型計算假設(shè) 7.1.3 邊界條件 7.1.4 幾何模型相關(guān)參數(shù) 7.1.5 樁體溫度場模擬結(jié)果分析 7.2 樁基承載力的模擬與分析 7.2.1 樁基承載力分析步驟 7.2.2 幾何模型基本假定 7.2.3 土的本構(gòu)模型 7.2.4 樁-土的接觸關(guān)系 7.2.5 荷載及邊界條件 7.2.6 樁基模型的建立與分析 7.3 工程實例設(shè)計 7.4 本章小結(jié)