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中国铁道科学2024年第05期:多年冻土区铁路桥梁桩基础竖向承载特性分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:张熙胤;刘宁宁;蔡德钩;闫宏业;刘晓贺;王万平;

单位:兰州交通大学土木工程学院;中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所;

摘要:为研究多年冻土区铁路桥梁桩基础在竖向荷载作用下的承载性能及荷载传递机理,以多年冻土区广泛存在的高桩承台基础为研究对象,通过室内缩尺模型试验结合有限元方法分析桩基础几何尺寸和多年冻土温度对桩基础竖向承载性能的影响。结果表明:增加桩长能减小桩基础的沉降量并提高桩基础的极限承载力,桩长从1.5 m增至3.0 m过程中,每增加0.5 m,桩基础极限承载力分别增加41%,23%和15%,且能够减小桩基础端承力及其占比,但对桩基础的轴力、桩身应力和侧摩阻力的分布规律影响较小;多年冻土的存在对桩基础承载性能的提升更为显著,其中侧摩阻力发挥重要作用,且多年冻土的温度越低,其提升效果越明显,在多年冻土层温度为-5和-9℃时,桩基础的极限承载力分别为125.9和199.5 kN,相较于融土条件分别提升了2.98和5.31倍;桩基础在多年冻土层中的最大侧摩阻力分别约为300和500 kPa,是上部融土层的2.1和3.5倍;在上部融土层和多年冻土层的交界处桩身轴力、侧摩阻力、土体应力均发生明显变化。

关键词:桩基础;;多年冻土;;承载特性;;缩尺模型;;室内试验;;有限元分析

基金资助:中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划课题(P2021G047)