CFG桩复合地基工作机理分析

发布时间：2017-06-24 10:11

  本文关键词：CFG桩复合地基工作机理分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：CFG桩复合地基是目前岩土工程中比较受关注的研究方向。近年些来,虽然该技术发展快速,工程应用广泛,但是其理论研究远远滞后于工程实践。因此对CFG桩复合地基工作机理进行研究无疑具有很重要的现实意义。首先,本文阐述了CFG桩复合地基桩体材料。能对CFG桩桩体强度产生影响的主要因素有：水泥用量、粉煤灰用量、水灰比、泵送剂掺量及养护条件和龄期等。由于CFG桩具有刚性桩的特点,且桩体在复合地基中起到置换或者挤密的作用,所以其强度和模量受周围压力的影响不大。其次,文章介绍了褥垫层的重要性,并对材料和厚度选取的方法进行归纳分类。通过对褥垫层的设置以调整桩、土荷载分担比,从而减小基底的应力集中,充分利用桩间土的承载能力。从承载力、位移变化的角度出发,对CFG桩复合地基的变形机理进行了研究,列举了CFG桩复合地基承载力和沉降计算的各种方法,并分别分析了各种算法的优缺点及适用范围。最后,本文参照工程实例,利用有限元软件ANSYS对CFG桩复合地基进行了数值模拟,模拟结果表明：(1)根据实际工程建立的三维有限元模型的计算结果与工程实例实测值几乎一致,而且各阶段数值变化趋势类似,这表明本文模型计算出的结果具有一定的可靠性,可以应用于实际工程。(2)验证了通过调整桩长、桩径、桩间距等参数可以改变复合地基的沉降位移的事实,并利用模拟运算得出一组更为优化的参数：桩长11m、桩径400mm、桩间距2000mm。(3)这种数值模拟优化方式为今后工程中类似的问题提供了一种思路。
【关键词】：复合地基 CFG桩 变形沉降 数值模拟
【学位授予单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU473.1
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1 绪论9-19
• 1.1 CFG桩复合地基概述9-11
• 1.2 CFG桩的工作机理11-12
• 1.2.1 提高地基承载力11-12
• 1.2.2 改善地基土的压缩特性12
• 1.2.3 排水加速固结作用12
• 1.3 影响CFG桩复合地基承载力的因素12-13
• 1.4 CFG桩加固技术的应用与发展13-14
• 1.5 CFG桩复合地基加固机理的研究现状14-17
• 1.5.1 CFG桩的研究现状14
• 1.5.2 CFG桩试验研究14-15
• 1.5.3 理论计算15-17
• 1.6 本文的主要研究目的、方法及内容17-19
• 1.6.1 研究目的17
• 1.6.2 研究方法17
• 1.6.3 研究内容17-19
• 2 桩身材料及桩间土性质的研究19-24
• 2.1 CFG桩的桩身材料和强度特性19-20
• 2.1.1 桩体材料物理化学性能19
• 2.1.2 桩体材料强度特性19-20
• 2.2 振动沉管成桩工艺桩体材料的性状桩体配比20-21
• 2.2.1 桩体配比20
• 2.2.2 养护条件20-21
• 2.2.3 桩体材料强度特征21
• 2.3 长螺旋钻管内泵压灌注成桩工艺桩体材料的性状21-22
• 2.3.1 水泥品种21
• 2.3.2 粗骨料21
• 2.3.3 粉煤灰21
• 2.3.4 泵送剂21
• 2.3.5 坍落度21-22
• 2.4 桩间土性质22
• 2.4.1 应力应变关系22
• 2.4.2 土的模量22
• 2.4.3 土对动荷载的敏感性22
• 2.5 本章小结22-24
• 3 CFG桩复合地基理论基础及其承载力24-35
• 3.1 褥垫层的工作机理及相关理论24-27
• 3.1.1 褥垫层的作用24-26
• 3.1.2 褥垫层的合理厚度26-27
• 3.1.3 褥垫层材料的选取27
• 3.2 CFG桩复合地基承载力计算方式27-28
• 3.3 CFG桩复合地基的承载力计算方法28-32
• 3.3.1 规范计算公式28-29
• 3.3.2 几个对规范法的改进公式29-32
• 3.4 CFG桩复合地基承载力计算公式的对比分析32-33
• 3.5 本章小结33-35
• 4 CFG桩复合地基的受力变形特征及其计算35-43
• 4.1 变形机理及沉降计算35-36
• 4.1.1 变形机理35-36
• 4.1.2 CFG桩复合地基沉降计算36
• 4.2 解析法36
• 4.3 数值解法36-37
• 4.4 CFG桩复合地基沉降经验计算方法37-41
• 4.4.1 加固区沉降量s_1算法37-39
• 4.4.2 下卧层的沉降计算39-41
• 4.5 CFG桩复合地基沉降计算规范方法41-42
• 4.6 本章小结42-43
• 5 CFG桩复合地基有限元分析及优化43-60
• 5.1 引言43
• 5.2 ANSYS有限元软件的简介43-44
• 5.3 DP材料弹塑性模型简介44
• 5.4 有限元模型的建立及分析44-59
• 5.4.1 有限元分析的边界条件及简化处理44
• 5.4.2 模型设置44-46
• 5.4.3 计算方案46-47
• 5.4.4 有限元计算结果分析47-59
• 5.5 优化设计59
• 5.6 本章小结59-60
• 6 结论与展望60-62
• 6.1 结论60
• 6.2 展望60-62
• 参考文献62-65
• 攻读硕士学位期间发表的论文65-66
• 致谢66-68

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