硕士研究生结构工程毕业答辩ppt

1、LOGOCompany Logo内容简介内容简介u 一、课题背景及意义一、课题背景及意义u 二、研究内容二、研究内容u 三、主要成果三、主要成果u 四、主要创新点四、主要创新点u 五、展望五、展望Company Logo 一、选题背景及意义一、选题背景及意义1 1、选题背景、选题背景 所谓岩溶地貌是指具有溶蚀力的水对可溶性所谓岩溶地貌是指具有溶蚀力的水对可溶性岩石进行溶蚀等作用所形成的地表和地下形态的岩石进行溶蚀等作用所形成的地表和地下形态的总称。凡是地表水和地下水对可溶性岩石的破坏总称。凡是地表水和地下水对可溶性岩石的破坏和改造作用都叫做岩溶作用。和改造作用都叫做岩溶作用。 我国岩溶地区具有

2、分布广、面积大、地貌多我国岩溶地区具有分布广、面积大、地貌多样、典型、生物形态丰富等特点。其中，广西、样、典型、生物形态丰富等特点。其中，广西、云南等地岩溶分布最为广泛。云南等地岩溶分布最为广泛。 Company Logo地下溶岩溶洞Company LogoCompany Logo 广大岩溶地区，尤其是广西，冲孔桩因冲广大岩溶地区，尤其是广西，冲孔桩因冲击击能力大，穿透力强，较易穿过岩溶顶板，不受地能力大，穿透力强，较易穿过岩溶顶板，不受地下水影响，桩长、桩径灵活性等优点，成为岩溶下水影响，桩长、桩径灵活性等优点，成为岩溶地区较理想的成桩形式。地区较理想的成桩形式。 岩溶地区影响冲孔桩承载的因

3、数很多，如地岩溶地区影响冲孔桩承载的因数很多，如地下水、桩底沉渣等。实际工程中在冲孔桩基设计下水、桩底沉渣等。实际工程中在冲孔桩基设计及施工过程中均将其作为一般嵌岩桩考虑，没有及施工过程中均将其作为一般嵌岩桩考虑，没有形成系统理论进行研究。形成系统理论进行研究。Company Logo冲孔灌注桩机Company Logo 我国现行设计规范尚未对岩溶区冲孔我国现行设计规范尚未对岩溶区冲孔桩的承载机理及计算公式有明确规定。因桩的承载机理及计算公式有明确规定。因此，对岩溶地区冲孔桩基承载特性进行系此，对岩溶地区冲孔桩基承载特性进行系统研究显得十分必要。统研究显得十分必要。Company Logo2

4、2、研究意义、研究意义 通过对岩溶地区冲孔桩承载力的理论计算与通过对岩溶地区冲孔桩承载力的理论计算与实际进行比较，对冲孔灌注桩的施工设计与荷载实际进行比较，对冲孔灌注桩的施工设计与荷载的传递特性等方面做了一些探讨性研究，为今后的传递特性等方面做了一些探讨性研究，为今后岩溶地区冲孔桩基工程的设计和施工提供一定的岩溶地区冲孔桩基工程的设计和施工提供一定的参考价值。参考价值。Company Logo二、研究内容二、研究内容（1 1）通过分析岩溶地区的桩基受力和破坏形式，）通过分析岩溶地区的桩基受力和破坏形式， 并确定影响岩溶桩基受力承载的主要因素；并确定影响岩溶桩基受力承载的主要因素；（2 2）运用

5、结构力学方法，把溶洞顶板简化为梁、）运用结构力学方法，把溶洞顶板简化为梁、 拱、板等模型，并与工程实例对比分析；拱、板等模型，并与工程实例对比分析；（3 3）对岩溶顶板厚度、溶洞跨度等多因素进行）对岩溶顶板厚度、溶洞跨度等多因素进行数数 值仿真，提出岩溶地区冲孔桩承载机理。值仿真，提出岩溶地区冲孔桩承载机理。Company Logo 三、主要成果三、主要成果1 1、理论分析、理论分析Company Logo 岩石的破坏常常表现为下列三种形式岩石的破坏常常表现为下列三种形式: :即：即：脆性破坏、延性破坏及剪切破坏脆性破坏、延性破坏及剪切破坏。岩石的破坏形式Company Logo 桩在竖向荷载

6、下的工作性能主要是考虑桩、桩在竖向荷载下的工作性能主要是考虑桩、土与上部结构三者的协同作用，桩在承受荷载时土与上部结构三者的协同作用，桩在承受荷载时的效应表现在桩身内力的变化、沉降以及承载力的效应表现在桩身内力的变化、沉降以及承载力的发挥等方面。的发挥等方面。 嵌岩桩的极限承载能力主要是由桩周土总侧嵌岩桩的极限承载能力主要是由桩周土总侧阻力、嵌岩端的总侧阻力以及桩端总阻力三部分阻力、嵌岩端的总侧阻力以及桩端总阻力三部分组成。组成。Company Logo桩-土体系的荷载传递桩侧阻力分布图Company Logo嵌岩比与岩层侧阻分担荷载百分比关系Company Logo桩端岩层完整，其破坏示意图

7、如下所示：典型的桩端岩石破坏曲线桩端岩石破坏过程示意Company Logo桩端岩层存在节理，其破坏示意图如下所示：单层岩基理想破坏模式示意图Company Logo 当溶洞顶板和支座岩层比较完整，层理比较当溶洞顶板和支座岩层比较完整，层理比较厚，强度较高，洞跨较大，其计算模型可简化为厚，强度较高，洞跨较大，其计算模型可简化为以下三种情况以下三种情况: :悬臂梁、简支梁、两端固定梁。悬臂梁、简支梁、两端固定梁。1 1、顶板跨中有裂隙，支座处岩石坚固、顶板跨中有裂隙，支座处岩石坚固2 2、顶板完整，但支座处有裂隙且与洞壁不成整、顶板完整，但支座处有裂隙且与洞壁不成整体体3 3、顶板与洞壁岩层完整

8、视为一体、顶板与洞壁岩层完整视为一体Company Logo 在竖向荷载的作用下，岩体的破坏一般在竖向荷载的作用下，岩体的破坏一般发生以下三种形式：冲切破坏、剪切破坏、发生以下三种形式：冲切破坏、剪切破坏、弯拉破坏。弯拉破坏。Company Logo抗冲切验算简图Company Logo抗剪切验算简图Company Logo抗弯验算简图Company Logo 通过对板模型的抗冲切、抗剪切及抗弯验通过对板模型的抗冲切、抗剪切及抗弯验算可以看出，桩基与溶洞相对处于稳定状态，算可以看出，桩基与溶洞相对处于稳定状态，这与设计单位的结论是一致的。该简化模型计这与设计单位的结论是一致的。该简化模型计算简

9、明，概念清晰，可为岩溶区桩基承载力安算简明，概念清晰，可为岩溶区桩基承载力安全验算的确定提供了一定的理论依据。全验算的确定提供了一定的理论依据。Company Logo 影响嵌岩桩承载力的主要因素有：岩石性影响嵌岩桩承载力的主要因素有：岩石性质、孔壁的粗糙程度、桩身混凝土强度、施工工质、孔壁的粗糙程度、桩身混凝土强度、施工工艺、软弱下卧层等。艺、软弱下卧层等。 岩溶地区桩基承载力的因数较多，除了桩侧岩溶地区桩基承载力的因数较多，除了桩侧阻力和桩端阻力的影响外，还受到岩溶几何特性阻力和桩端阻力的影响外，还受到岩溶几何特性的影响以及溶洞填充物的影响。设计中，由于桩的影响以及溶洞填充物的影响。设计中

10、，由于桩底溶洞的影响，岩溶地区桩基破坏形式同一般桩底溶洞的影响，岩溶地区桩基破坏形式同一般桩基破坏形式有较大差别，如岩溶顶板厚度、溶洞基破坏形式有较大差别，如岩溶顶板厚度、溶洞跨度对桩基承载的影响不容忽视。跨度对桩基承载的影响不容忽视。Company Logo2 2、数值模拟、数值模拟 采用采用FLACFLAC数值软件模拟，模型的尺寸大小为数值软件模拟，模型的尺寸大小为1818101024.6m24.6m（长（长宽宽高），模型按岩性共高），模型按岩性共分为分为6 6种，种，FLACFLAC3D3D在数值模拟计算中所需参数包括在数值模拟计算中所需参数包括材料的密度、弹性模量、重力加速度、泊松比、

11、材料的密度、弹性模量、重力加速度、泊松比、内摩擦角、黏聚力等诸多因数，其中参数均来源内摩擦角、黏聚力等诸多因数，其中参数均来源于工地实测数据并参考相关的工程地质手册等。于工地实测数据并参考相关的工程地质手册等。Company Logo计算模型中土层和岩层的力学参数Company Logo桩-溶洞数值模拟图最大不平衡力记录图Company Logo不同顶板厚度下的铅垂应力分布图不同顶板厚度下围岩塑形破坏区分布图Company Logo不同跨度下单桩-溶洞铅垂应力分布图不同跨度下溶洞围岩塑形破坏区分布图Company Logo溶洞跨度对顶板安全厚度的影响曲线Company Logo不同溶洞顶板厚度

12、的铅垂应力图不同溶洞跨度的的铅垂应力图Company Logo3 3、结论、结论（1 1）运用结构力学方法，对岩溶地区桩基承载）运用结构力学方法，对岩溶地区桩基承载 力的确定进行分析，通过验算桩基和溶洞力的确定进行分析，通过验算桩基和溶洞 处于稳定状态，与设计单位要求一致；处于稳定状态，与设计单位要求一致；（2 2）利用数值软件分析不同岩溶条件下承载力）利用数值软件分析不同岩溶条件下承载力的的 工作特性，验证理论分析结果，揭示岩溶工作特性，验证理论分析结果，揭示岩溶地地 区冲孔桩承载机理。区冲孔桩承载机理。Company Logo四、主要创新点四、主要创新点(1) (1) 运用结构力学方法，把

13、溶洞顶板简化为梁、运用结构力学方法，把溶洞顶板简化为梁、拱、板等模型，并将板模型应用于岩溶地区桩拱、板等模型，并将板模型应用于岩溶地区桩基承载力的理论计算；基承载力的理论计算；(2) (2) 应用有限差分软件应用有限差分软件FLACFLAC进行岩溶桩基数值仿进行岩溶桩基数值仿真，揭示了不同岩溶顶板厚度和岩溶跨度条件真，揭示了不同岩溶顶板厚度和岩溶跨度条件下冲孔灌注桩受力承载机理。下冲孔灌注桩受力承载机理。Company Logo五、展望五、展望(1) (1) 岩溶地区冲孔桩受荷复杂，所需的力学参数岩溶地区冲孔桩受荷复杂，所需的力学参数 难以确定，本文对计算模型和公式推导作了难以确定，本文对计算模型和公式推导作了 一些简化，今后有待进一步完善和探讨；一些简化，今后有待进一步完善和探讨；(2) (2) 工程实际中常常受到动力荷载的作用，同时工程实际中常常受到动力荷载的作用，同时 本文研究也未涉及群桩效应的影响，因此对本文研究也未涉及群桩效应的影响，因此对 动力作用下桩基特性及群桩效应仍需进一步动力作用下桩基特性及群桩效应仍需进一步 研究和分析；研究和分析；Company Logo(3)(3) 论文仅对岩溶跨度和顶板厚度等因素进行了论文仅对岩溶跨度和顶板厚度等因素进行了 数值分析，对于桩