基于离心模型试验CFG桩筏—桩网复合地基承载与变形特性研究

发布时间：2017-11-14 09:32

  本文关键词：基于离心模型试验CFG桩筏—桩网复合地基承载与变形特性研究

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【摘要】：随着我国铁路、公路及堤防工程的发展,关于柔性基础下桩筏-桩网复合地基承载与变形特性的研究越来越受到岩土工程界的重视,逐渐成为行业研究热点。鉴于现有的柔性基础下桩筏-桩网复合地基承载与变形特性研究的不成熟,高速铁路复合地基承载力计算方法以及稳定性评估仍存在很多不利因素。系统地研究柔性基础下CFG桩复合地基承载与变形特性,完善铁路路基设计规范,对铁路地基处理具有非常重要的工程价值。本文以理论分析为基础,通过离心机模型试验、室内物理力学试验、数值模拟等手段,重点研究桩筏-桩网复合地基承载与变形特性,深入分析了影响柔性基础下CFG桩复合地基承载与变形的敏感性因素,以指导柔性基础下CFG桩复合地基设计与施工为国内同类型地基加固处理提供借鉴。通过分析研究,得到以下几点主要结论和认识：(1)相同荷载水平下,CFG桩复合地基桩土应力比、沉降与基础结构形式密切相关,基础刚度越大,桩土应力比越大,桩身强度发挥越充分,有效地减小了复合地基沉降。(2)基底倾斜度增加,复合地基沉降、桩土应力比均增大,相比较于摩擦桩复合地基,端承桩复合地基桩土应力比对基底倾斜度较为敏感。(3)褥垫层模量、褥垫层厚度对复合地基沉降影响较小。增加褥垫层模量、褥垫层厚度,可以增大桩土应力比,提高复合地基承载力,超过某一值后,继续增加褥垫层模量、褥垫层厚度对提高桩土应力比效果甚微。垫层刚度对复合地基承载特性有明显影响,为充分利用桩体承载能力,应适当加强复合地基垫层的强度。必要时,可在垫层中掺拌适量水泥。(4)不同位置的桩对复合地基稳定性起到的作用不同,路基中心桩体以承压为主,坡脚位置处桩体以抗弯为主,二者之间以抗弯剪为主。柔性基础下CFG桩复合地基破坏规律是由局部导致整体失稳的渐进式破坏,可以采用英国加筋土及加筋填土规范关于刚性桩复合地基稳定性计算方法结合垫层容许剪切应变作为控制标准与判断依据,分析复合地基稳定性。(5)复合地基沉降主要受路肩范围内桩的长度、桩间距等因素控制,针对中等压缩性土地基,可适当减少坡脚范围加固桩体,这样既减小了工程造价,也不会造成大幅度的地基沉降。(6)复合地基沉降、桩土应力比受桩间距、桩长影响较大。有效桩长范围内,增加桩长可以明显减小复合地基沉降,桩长大于有效桩长后,继续增加桩长对复合地基沉降的减小效果甚微。采用CFG桩加固地基时,不能一味地依靠增加桩长减小复合地基沉降。(7)相同路基填高下,CFG桩采用全加固处理方式的安全系数明显大于CFG桩加固处理至边坡中心的安全系数,潜在滑移面逐渐从路基表面贯穿至坡脚或坡脚外一定距离处。保持填高不变,改变复合地基加固桩间距,桩间距1.5m时,加固后的地基复合模量增加较大,潜在破坏面出现在路基填土内部,而没有贯穿至地基土层中。桩间距5m时,经有限元强度折减,土工格栅被拉出,桩体发生明显的弯曲。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU470

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本文编号：1184850