碎石桩对湄公河三角洲地区软土地基力学性状改良的数值研究

发布时间：2020-10-24 04:00

　　 在湄公河三角洲地区,软土地基因其高压缩性、低承载力的特点,施工会遇到一些困难。因此,应根据承载力和沉降的设计要求对软土地基进行处理,改善其工程性能。本文则采用碎石桩对软土地基进行了处理。首先,介绍了碎石桩加固软土地基的基本理论,随后使用商业软件PLAXIS进行数值模拟,研究了碎石桩对软土地基的加固效果,对数值模拟的结果进行分析获得了如下结论:(1)由于碎石桩的存在,使软土地基承载力提高了30%～150%,沉降量降低了2～3倍,但是,软土地基的加固效果受面积置换率、桩长、桩径和桩间距等参数的影响。(2)碎石桩材料的属性会对整个软土地基的承载力和沉降产生显著影响,随着碎石强度和刚度的增加,软土复合地基的承载力会显著增加、沉降量显著减小。(3)将二维和三维有限元模拟结果分别与复合地基的工程特性分析结果进行对比,发现三维数值模型在预测复合地基工作性能方面优于二维模型。(4)碎石桩加固地基的方法已经成功地应用于越南湄公河三角洲的一个项目中,工程处理效果和数值模拟结果均表明:碎石桩不仅能够降低软土地基的总沉降量,而且可以加快沉降速率。处理后的地基在施工后可达到53%～93%的固结度。(5)最后,与其他软土地基处理方法(如水泥土桩和深基础法)相比,碎石柱加固软土地基的方法施工成本较低,技术处理灵活。目前,碎石桩技术在越南还是比较新并很少在民用建设工程项目使用。本论文的研究成果可以给予越南工程师及业主增加软土地基处理有效的选择方案,特别是在湄公河三角洲地区。
【学位单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU447
【文章目录】：
ACKNOWLEDGEMENTS
ABSTRACT
摘要
1. INTRODUCTION
    1.1 Problem statement
    1.2 Thesis objectives
    1.3 Research methodology
    1.4 Scope of study
    1.5 Thesis outline
2. OVERVIEW OF STONE COLUMN TECHNIQUE
    2.1 Overview of stone column-reinforced soft ground
        2.1.1 Introducing stone -column
        2.1.2 Construction technology of stone-column
            a) Ramming method
            b) Vibro-replacement method
        2.1.3 Advantages and disadvantages of stone column technique
    2.2 General behaviour of stone columns
        2.2.1 Behaviour of single stone column
        2.2.2 Behaviour of stone-column groups
    2.3 Chapter summary
3. CHARACTERISTICS OF BEARING CAPACITY AND SETTLEMENT OF STONECOLUMN-REINFORCED SOFT GROUND
    3.1 Basic conceptions for bearing capacity and settlement calculations of stone column-reinforced soft ground
        3.1.1 Unit cell
        3.1.2 Area replacement ratio
        3.1.3 Stress concentration factor
    3.2 Ultimate bearing capacity of stone column-reinforced soft ground
        3.2.1 Bearing capacity of soil reinforced with a single stone column
        3.2.2 Bearing capacity of soil reinforced with stone-column group
    3.3 Settlement of stone column-reinforced soft ground
        3.3.1 Equilibrium method
        3.3.2 Priebe method
        3.3.3 Finite element method
        3.3.4 Rate of primary consolidation settlement estimation
        3.3.5 Secondary compression settlement estimation
    3.4 Chapter summary
4. FINITE ELEMENT ANALYSIS OF SETTLEMENT OF STONE COLUMN-REINFORCED SOFT GROUND USING PLAXIS SOFTWARE
    4.1 Introduction
    4.2 Theoretical work
        4.2.1 Definition of embankment modeling
        4.2.2 Material parameters
        4.2.3 Performing calculations
        4.2.4 Parametric study
    4.3 Results and discussion
        4.3.1 Influence of area replacement ratio
        4.3.2 Influence of improvement thickness
        4.3.3 Influence of deformation modulus of stone column material
        4.3.4 Influence of cohesion of SC material
        4.3.5 Influence of internal friction angle of column material
        4.3.6 Comparison of 2D and 3D FE model results
        4.3.7 Comparison of results obtained from PLAXIS and analytical solutions
    4.4 Chapter summary
5. EVALUATION ON EFFECTIVENESS OF STONE COLUMN-REINFORCEDSOFT GROUND IN THE MEKONG DELTA
    5.1 Introduction
    5.2 Effectiveness of ground treated by SCs of Lai Vung Department Store
        5.2.1 Overview of project and design task
        5.2.2 Geological overview of construction site
        5.2.3 Calculation model and load
        5.2.4 Bearing capacity calculation of treated and untreated ground
        5.2.5 Settlement calculation of treated and untreated ground
    5.3 Evaluation on stone column-reinforced soft ground using FEM
        5.3.1 Evaluation on bearing capacity of the improved ground
        5.3.2 Evaluation on settlement of the improved ground
        5.3.3 Evaluation on stress concentration factor of the improved ground
    5.4 Evaluation of effectiveness of various ground improvement methods
        5.4.1 Ground treated by soil-cement columns method
        5.4.2 Ground treated by pile-supported concrete floors method
        5.4.3 Evaluation of economic and technical efficiency of various reinforcementmethods
    5.5 CHAPTER SUMMARY
6. CONCLUSIONS AND RECOMMENDATIONS
    6.1 Conclusions
    6.2 Recommendations
    6.3 Scope for future research
REFERENCES
APPENDIX A. SETTLEMENT CURVES FOR DIFFERENT KEY DESIGNPARAMETERS
APPENDIX B. REINFORCED SOFT GROUND BY SOIL-CEMENT COLUMNMETHOD
APPENDIX C. REINFORCED SOFT GROUND BY PILE- SUPPORTED CONCRETEFLOORS METHOD
APPENDIX D. TABLE OF QUANTITIES AND COST ESTIMATION FOR VARIOUSSOIL REINFORCEMENT METHODS
DATA TABLE

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本文编号：2853986