季节性冻土区光伏支架螺旋桩抗冻拔试验研究.doc

季节性冻土区光伏支架螺旋桩抗冻拔试验研究冻土地区土体冻胀融沉剧烈,冻融循环频繁,给光伏支架基础的币常使用带来了严峻的考验。螺旋桩基作为一种新的抗拔基础型式,近年来已经在国内外得到了大量应用。鉴于螺旋桩在非冻土区中抗拔效果明显,因而,探讨螺旋桩在冻土区的防冻胀等病害的可行性就有了很大的现实意义。然而国内外关于螺旋桩抗冻拔性能的研究又极为少见。为此,本文通过室内模型试验和数值模拟两个方面探讨了不同螺旋桩桩型在季节性冻土区的抗冻拔效果,分析了螺旋桩在冻拔作用下的位移变化规律以及螺旋桩几何形状对抗冻拔性能的影响规律。对实际工程当中采用何种几何形状的螺旋桩给出了一定的指导意义。本文主要包括以下的研究内容：首先,对现场土样进行实验室基础实验分析,确定了土的类别、冻胀敏感性等,为之后进行的室内模型试验提供了基础。经过试验确定,本次试验所采用的从某施工现场采集的土样分别为粉砂土以及黏土。其次,对不同螺旋桩与光滑桩的抗冻拔性能进行对比。利用已经开发好的多功能冻土试验箱,进行不同桩型的室内冻胀实验,分析了螺旋桩的位移变化规律和桩周温度场分布,结果显示螺旋桩的抗冻拔性能确实要优于光滑桩且双叶片大螺旋桩的抗冻拔性能最好。最后,采用COMSOL分析软件,分别采用了两种方式来模拟研究几种不同桩型的温度场分布、冻拔位移变化规律,得出了与试验基本一致的结论。另外通过模拟当前工程当中实际应用较多的混凝土灌注桩的抗冻拔并与钢桩进行对比,得出了钢桩抗冻拔性能较优的结果。