水泥土强度特征与搅拌桩复合地基可靠度分析

发布时间：2018-04-05 22:26

  本文选题：水泥土搅拌桩　切入点：强度　出处：《东南大学》2015年硕士论文

【摘要】：强度是水泥土搅拌桩设计与施工控制的核心指标。对于搅拌均匀的水泥土,构建强度表征参数和建立强度预测模型可以大大减少室内配合比试验的工作量。然而实际工程中水泥土通常无法完全搅拌均匀,水泥土搅拌桩身局部水泥量少或无水泥,形成“不均质体”。传统的设计理论均是将水泥土作为均质材料,没有考虑“不均质体”的存在,为了更好地认识水泥土材料,需要对含“不均质体”的水泥土力学性能进行研究。由于现场搅拌的不均匀性及土体本身固有的离散性,水泥土强度具有较高的离散性。水泥土强度的离散性会对设计强度的取值和对土工结构的性能评价带来不确定性,因此考虑水泥土强度的离散性对设计强度取值的影响,研究水泥土搅拌桩复合地基的可靠度均有重要的理论和工程实用价值。本文以水泥土的强度特征为基点,总结水泥土强度的表征参数,建立水泥土强度和电阻率的经验预测公式；通过室内模拟试验探讨“不均质体”对水泥土强度特性的影响规律,在此基础上基于随机场局部平均理论对水泥土搅拌桩复合地基的可靠度进行分析。主要研究内容与成果有：(1)在国内外水泥土强度和电阻率研究成果的基础上,通过室内无侧限抗压强度和电阻率测试,分析了水泥固化土强度和电阻率的影响因素与变化规律,提出了水泥土强度表征参数和强度预测公式;基于Archie电阻率公式建立了水泥固化土电阻率经验公式,并探讨了固化土电阻率与无侧限抗压强度的关系。(2)在搅拌均匀的水泥土中填入软土块作为“不均质体”,标准养护后进行无侧限抗压强度试验,明确了“不均质体”的体积百分比对水泥土试样的破坏模式、应力应变曲线、无侧限抗压强度、变形模量和破坏应变的影响规律,并分析了“不均质体”的形状、数量和相对位置对强度特性的变化规律。(3)以武汉城市圈环线高速公路软基处理工程为依托,统计分析了双向水泥土搅拌桩桩身强度的离散性,基于置信度概念对设计强度的取值方法进行了讨论；基于随机场局部平均理论给出了考虑强度离散性和空间相关性的水泥土搅拌桩复合地基承载力和沉降的可靠度计算方法,分析了搅拌桩复合地基的可靠度。
[Abstract]:Strength is the core index of cement-soil mixing pile design and construction control.For cement soil with uniform mixing, the workload of indoor mix ratio test can be greatly reduced by constructing strength characterization parameters and establishing strength prediction model.However, in practical engineering, cement and soil can not be stirred uniformly, and the local cement content of cement soil mixing pile is little or no cement, forming "uneven mass".The traditional design theory regards cement soil as homogeneous material without considering the existence of "uneven material". In order to better understand the cement soil material, it is necessary to study the mechanical properties of cement soil containing "uneven material".Because of the inhomogeneity of field mixing and the inherent dispersion of soil, the strength of cement-soil has high dispersion.The dispersion of cement-soil strength will bring uncertainty to the value of design strength and the performance evaluation of geotechnical structure, so the influence of the dispersion of cement-soil strength on the value of design strength is considered.It has important theoretical and practical value to study the reliability of cement-soil mixing pile composite foundation.Based on the strength characteristics of cement-soil, this paper summarizes the characterization parameters of cement-soil strength, establishes the empirical prediction formula of cement-soil strength and resistivity, and discusses the influence of "uneven mass" on the strength characteristics of cement-soil through laboratory simulation tests.Based on the random field local average theory, the reliability of cement soil mixing pile composite foundation is analyzed.The main research contents and results are as follows: (1) based on the research results of cement soil strength and resistivity at home and abroad, the influence factors and variation rules of cement solidified soil strength and resistivity are analyzed through indoor unconfined compressive strength and resistivity test.The parameters of cement soil strength characterization and strength prediction formula are put forward, and the empirical formula of cement solidified soil resistivity is established based on Archie resistivity formula.The relationship between the resistivity of solidified soil and the unconfined compressive strength is also discussed. The soft soil is filled in the cement soil with uniform stirring as an "uneven mass", and the unconfined compressive strength test is carried out after standard curing.The influence of the volume percentage of "uneven mass" on the failure mode, stress-strain curve, unconfined compressive strength, deformation modulus and failure strain of cement-soil specimen is clarified, and the shape of "uneven mass" is analyzed.Based on the soft foundation treatment project of Wuhan City Ring Road Expressway, the discrete strength of two-way cement-soil mixing pile body is analyzed statistically.Based on the concept of confidence, the method of choosing design strength is discussed, and the reliability calculation method of bearing capacity and settlement of cement soil mixing pile composite foundation considering strength discreteness and spatial correlation is given based on the local average theory of random field.The reliability of mixing pile composite foundation is analyzed.
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU470

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本文编号：1716759