橋梁樁基沖刷原位電學監(jiān)測及穩(wěn)定性評價研究.pdf

1、早期修建的橋梁多采用明挖淺基礎和重力式墩。橋基體積大，阻水面積較大，易受沖刷。在近年來發(fā)生的多起洪水沖刷而導致的橋梁毀壞事件中，河流沖刷橋梁樁周土造成的樁基失穩(wěn)被認為是重要因素。開展橋基沖刷過程監(jiān)測和穩(wěn)定性評價研究具有重要的工程意義。單波束測量和多波束測量方法是目前橋基沖刷探測的主要方法。但這些方法測量誤差較大、成本高、受環(huán)境影響大，不易實現連續(xù)原位監(jiān)測。本文通過土體電阻率測試技術研究，研制了直插在樁周土體一定深度內可用于實時監(jiān)測土層頂

2、界面高程變化的探頭，再通過對監(jiān)測設備的主控部分研究，實現數據采集和傳輸功能；基于橋梁樁基沖刷機理和沖刷情況分析研究，探討各種情況下橋基穩(wěn)定性的影響因素，建立不同情況下的沖刷力學模型，建立橋基穩(wěn)定性判定標準。并開發(fā)監(jiān)測數據處理及穩(wěn)定性判定軟件，實現大型橋基安全性評判和預警。
　　 全文共分四章。第一章主要闡述了橋梁樁基原位監(jiān)測、電阻率法檢測技術、橋墩受水流沖刷特點和機理研究以及橋墩沖刷穩(wěn)定性情況研究的國內外相關研究現狀，論文主要研

3、究目的、內容、技術路線及研究成果與創(chuàng)新。第二章對原位監(jiān)測系統(tǒng)進行了設計研究。從設計理論、結構及材料等方面介紹了探桿研制情況。利用研制的電阻率探桿通過室內實驗方式研究了實測視電阻率曲線對水土分界面的反映能力。特別探討了探桿出現異常情況時視電阻率的變化規(guī)律。第三章通過分析沖刷對橋基穩(wěn)定性的影響類型，研究橋梁樁基受力情況，分析樁基的穩(wěn)定性。對橋墩失去承載能力的位移滑動、下陷、傾覆三種破壞情況進行了分析，建立了穩(wěn)定性判定公式。研發(fā)了不同情況下橋

4、墩受力及穩(wěn)定性判定軟件，該軟件通過輸入已知橋墩參數及探桿探測數據，可判定橋墩是否穩(wěn)定，最終實現大型橋墩安全性評判和預警。第四章則給出了論文的整體研究結論及下一步工作建議。
　　 本論文基于河中橋樁周邊水土界面位置動態(tài)變化，進行了電阻率變化的實時觀測，通過程序軟件實現了對橋墩穩(wěn)定性的判定，實現了江河水土界面變化過程實時觀測。研究成果主要適用于洪水期或強沖刷狀態(tài)下橋基穩(wěn)定性的實時監(jiān)測，并根據監(jiān)測結果實現相應的預警，防止橋梁在沖刷作用