山地建筑能量桩荷载传递机理与承载力计算方法研究

批准号:
51908087
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
王成龙
依托单位:
学科分类:
E0807.岩土与基础工程
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
--
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中文摘要
国家“十三五”规划建议指出加强重点领域节能,强化建筑节能。能量桩在承担上部建筑荷载的同时可以获取地热能,有效实现节能减排。近年来能量桩的研究与应用呈快速增长趋势,但针对山区坡地地形条件下的研究仍少有报道。本项目通过室内试验、模型试验、数值模拟和理论研究等手段,拟针对山地建筑能量桩荷载传递机理与承载力计算方法开展研究。结合山区土体特性,开展能量桩-土接触面强度特性试验研究,建立非对称山区坡地能量桩-土相互作用模型和能量传输数值模型;开展斜坡能量桩模型槽试验,揭示力-热耦合作用下桩基荷载传递机理;建立山区坡地建筑能量桩荷载传递理论计算模型,提出考虑非对称应力场和温度场的桩体承载力和桩体位移计算方法;研究成果将为能量桩在山区坡地条件下的推广应用提供科学依据。
英文摘要
The national "13th five-year plan" pointed to strengthen energy conservation in key areas such as building energy efficiency. Energy pile is an innovative technology that supports the upper building load and simultaneously obtain geothermal energy to realize energy saving and emission reduction. In recent years, the research and application of energy piles have increased rapidly. However, the studies considering the slope topography are still limited. This project aims to study the load transfer mechanism and bearing capacity calculation method of energy piles as building foundations in mountain area based on laboratory test, mode test, numerical simulation and theoretical study. On account of the characteristic of soil in the mountain area, the strength characteristics of energy pile–soil interface is investigated. Numerical simulation models for interaction of energy pile–soil and energy transmission considering asymmetric slope topography are established. Based on the model test regarding slope topography, the load transfer mechanism of building foundation in mountain area in consideration of thermo-mechanical coupling is revealed. Furthermore, the load transfer theoretical model of energy pile regarding slope topography is built. The calculation methods of bearing capacity and displacement for the energy pile is proposed under asymmetric stress and temperature fields condition. The achievements are expected to provide a scientific basis for application of the energy pile on the slope in mountain area.
能量桩在承担上部建筑荷载的同时可以获取地热能,有效实现节能减排。近年来能量桩的研究与应用呈快速增长趋势,但针对山区坡地地形条件下的研究仍少有报道。本项目通过室内试验、模型试验、数值模拟和理论研究等手段,针对山地建筑能量桩荷载传递机理与承载力计算方法开展研究。结合山区土体特性,开展能量桩-土接触面强度特性试验研究,建立非对称山区坡地能量桩-土相互作用模型和能量传输数值模型;开展斜坡能量桩模型槽试验,揭示力-热耦合作用下桩基荷载传递机理;建立山区坡地建筑能量桩荷载传递理论计算模型,提出考虑非对称应力场和温度场的桩体承载力和桩体位移计算方法。结果表明低法向应力下温度循环对桩-土接触面力学特性影响较大,而高法向应力下温度循环对桩-土接触面力学特性影响不显著;坡体中非对称土体的分布对能量桩运行过程中的桩-土温度分布有较大影响;水平工作荷载作用下,加热和制冷会引起桩身弯矩的变化,制冷工况对坡地中能量桩的位移变化影响更为显著,多次循环后的桩顶位移不断累积,总体呈增大趋势;提出的荷载传递理论计算模型较为合理。研究成果将为能量桩在山区坡地条件下的推广应用提供科学依据。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Experimental study on the pile group-soil vibration induced by railway traffic under the inclined bedrock condition
倾斜基岩条件下铁路交通诱发群桩-土体振动试验研究
DOI:10.1007/s11440-020-00990-0
发表时间:2020-06
期刊:Acta Geotechnica
影响因子:5.7
作者:Xuanming Ding;Liming Qu;Jinchuan Yang;Chenglong Wang
通讯作者:Chenglong Wang
Influence of Pile Geometry on Responses of End-Bearing Pile Groups Subjected to Vertical Dynamic Loads
桩几何形状对竖向动力荷载作用下端承群桩响应的影响
DOI:10.1142/s0219455420500509
发表时间:2020-05
期刊:INTERNATIONAL JOURNAL OF STRUCTURAL STABILITY AND DYNAMICS
影响因子:3.6
作者:Luan Lubao;Deng Xin;Deng Weiting;Wang Chenglong;Ding Xuanming
通讯作者:Ding Xuanming
DOI:10.6052/j.issn.1000-4750.2022.04.0309
发表时间:2023
期刊:工程力学
影响因子:--
作者:陈志雄;赵华;王成龙;丁选明;孔纲强;高学成
通讯作者:高学成
DOI:doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2022.04.0309
发表时间:2023
期刊:工程力学
影响因子:--
作者:陈志雄;赵华;王成龙;丁选明;孔纲强;高学成
通讯作者:高学成
DOI:10.1016/j.renene.2022.04.004
发表时间:2022-04
期刊:Renewable Energy
影响因子:8.7
作者:Xuanming Ding;Chen Peng;Chenglong Wang;Gangqiang Kong
通讯作者:Gangqiang Kong
外部循环荷载作用下能量桩单桩竖向承载特性研究
- 批准号:CSTB2023NSCQ-MSX0583
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:10.0万元
- 批准年份:2023
- 负责人:王成龙
- 依托单位:
寒区能源隧道冻害防治热-力耦合作用机理与应力变形计算方法
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:54万元
- 批准年份:2022
- 负责人:王成龙
- 依托单位:
国内基金
海外基金
