基于岩溶对嵌岩桩竖向承载特性影响的研究

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1、东南大学硕士学位论文岩溶对嵌岩桩竖向承载特性影响的研究姓名：林志欣申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：薛国亚;戴国亮20070101摘要岩溶对嵌岩桩竖向承载特性影响的研究硕士研究生：林志欣导师：薛国亚戴圉亮中国是世界上岩溶分布面积最大的国家。岩溶的存在形式是多种多样的，溶洞是岩溶的一种表现形式。对于修建在岩溶地区的嵌岩桩，溶洞对嵌岩桩承载力的影响是目前亟待深入研究的课题。本文在收集国内外研究资料的基础上，应用有限单元法对岩层存在溶洞时影响嵌岩桩竖向承载特性的各种因素进行了数值模拟分析。并采用自

2、平衡测试法对嵌岩桩开展试验研究，根据试验结果和数值计算结果进行综合分析比较，确定各种影响因素对嵌岩桩承载特性的影响程度。本文首先介绍了岩溶地质及其对工程的危害，并总结了国内外的研究现状。然后阐述了数值计算模型中岩石材料的力学特性和本构关系、数值计算的理论和一般步骤。其次在数值分析过程中主要讨论了溶洞的半径、溶洞的分布位置、溶洞的高度、嵌岩深度等因素对嵌岩桩承载力特性的影响，分析得到的主要结论如下：(1)溶洞半径过大时，溶洞上方的上段岩层不能当成主要的桩侧摩阻力持力层，其稳定性较差。当上段岩层能保持稳

3、定时，可以全范围为桩提供较大侧摩阻力，承担较大的荷载；(2)溶洞的影响范围是有限的，桩侧摩阻力发挥只在靠近溶洞的位置受到较大的影响，溶洞位置离桩端越近，对桩侧阻力发挥的影响越大，桩端承担的荷载越大；(3)溶洞高度增加减小了桩侧接触岩石的面积，使总侧阻力减小，桩端阻力增加，但影响比较有限；(4)溶洞的存在对长桩的影响比对短桩的影响要小。最后通过对湖南常吉高速公路来溪一号桥桥桩的自平衡静载荷试验结果的分析发现，溶洞内充填的碎石(土)层经过压浆处理后与一般的软弱土层性质不同，仍然能对嵌岩桩的承载力有较大贡

4、献。可以考虑这部分岩土层对桩的承载力。关键词：岩溶溶洞数值计算承载特性自平衡静载荷试验AbstractTHEIhlPACTANALYSIS0FKARSTT0T既CHARACTERISTICOFVERTICALBEARINGCAPABILITY0FROCK．SOCKETEDPILEGraduatestudent：LINZhi—xinAssociateProf．XUEGuo-yaAssociateProftDAIGuo-liangChinahasthelargestKarst．areasinthewor

5、ld．KarstismultifonTl．nesolutioncavityisoneoftheKarstforms．TheimpactanalysisofKarsttotherock．socketedpileintheKarst-areasisaproblemwhichisdesideratedtosolye．Basingonthecollectionoftheanalysisdataintheinternalorexternal。itcanusefinite．elementmethodtoanal

6、yzethefactorswhichimpactthecharacteristicofbearingcapabilityofrock-socketedpileinKarstareasandadoptself-balancedtestmethodtotesttheresistanceofrock。socketedpile．Throughanalyzingthetestresultandthefinite—elementcalculationresulttheimpactfactorsandimpact

7、degreeofKarsttotherock．socketedpileeoxlbedetermined．Firstly,KarstandtheharmtotheprojectscreatedbyKarsthavebeenintroducedinmisDaper．Researchintheinternalorextemalalsohasbeencollected．Beforetheanalysisthephysicsandthedynamicsofrockalsohasbeenexplained．Se

8、condlNimpactfactorswhichincluderadiusofsolutioncavity,locationofsolutioncavity,thicknessofsolutioncavityanddeepnessofrock．socketedhasbeendiscussed．Fromanalysisweobtainsomeconclusions：(1)Theupsiderocklayerabovethesolutioncavityisunsteadi