水泥土搅拌桩对湿陷性黄土地基的加固效果研究
发布时间：2021-01-19 04:36
水泥土搅拌桩复合地基由于适应性广、造价较低和加固效果良好等特点,目前已广泛应用于软土地基加固处理中。搅拌桩复合地基承载力是评价其加固性能的最重要的指标之一。在工程实际中,通常根据现场勘察结果选择相应的施工工法,并通过试桩以及试桩过程中对桩体和复合地基承载力的检测监测,来确定工程施工参数,分析复合地基的加固效果。本文首先分析了水泥土搅拌桩复合地基的国内外发展趋势及工程应用,归纳总结了复合地基的概念、主要类型及效用,分析了桩式复合地基的加固机理以及水泥土搅拌桩复合地基承载力及沉降特性的计算理论和方法。在此基础上,以太焦铁路太谷段黄土地基为研究背景,根据现场勘察和试验结果,分析评价了该路段黄土的特性及其湿陷性。最后,采用现场监测、数值分析及理论计算等手段,计算分析了该路段水泥土搅拌桩复合地基的承载力及沉降特性,得到以下主要研究结论:（1）通过桩身外观尺寸检查和钻孔取芯,发现芯样完整性良好,桩体均匀;各芯样无侧限抗压试验结果均大于1MPa,表明水泥土搅拌桩桩身完整性和桩体强度均能满足设计要求。（2）随着荷载的逐渐增加,复合地基荷载-沉降曲线缓慢向下发展,比例界限和极限荷载不明显;在竖向荷载作用...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
复合地基组成示意图
兰州交通大学工程硕士学位论文-15-1）应力扩散法。该方法把复合地基作为双层地基，通过应力扩散角，得到了未加固区顶面的附加应力数值，然后采用弹性理论计算整个下卧层的应力分布，并以单向压缩分层总和法由下式（2.18）可求S2。1112-i-iiinisizSZ-aZaEPφS（2.18）其中，φs为沉降计算经验系数，根据地区沉降观测资料及经验确定，无资料时，可取0.7~1.3；Pz为水泥土搅拌桩桩端处附加应力，kPa；n为未加固土层范围内划分的土层数；Esi为搅拌桩桩端下第i层土的压缩模量，MPa；Zi、Zi-1为桩端至第i层土、第i-1层土底面的距离，m；ɑi、ɑi-1为桩端至第i层土、第i-1层土底面范围内平均附加应力系数。2）等效实体法。假定加固区四周皆受均布摩阻力的影响，将上部传递的荷载压力减去摩阻力后，就得到未加固区域顶面附加应力数值，最后再利用2.18公式进行计算求S2，如下图2.2所示为等效实体法示意图。3）MindlinGeddes方法。按桩与土的模量比将上部荷载按比例分配给搅拌桩体和土体两部分，然后假定桩侧摩阻力的分布形式，由Mindlin基本解积分公式分别求出桩和土各自承担的荷载对未加固区形成的应力分布，将应力矩阵相加，通过单向压缩分层总和法由下式（2.19）-（2.23）求出Se，非加固区应力矩阵值不仅与桩数目有关而且还与桩的排列位置相关。图2.2等效实体法示意图当在群桩条件下，第j根桩体顶端荷载为Qj，桩下部土体某点i的应力（rj，zj）为：stj2jjsrj2jjpj2jjzjILQβαILQβILQασ1（2.19）
兰州交通大学工程硕士学位论文-17-如下图（d）为滑动剪切破坏，在各种复合地基中都会发生此类破坏，当上部荷载过大时，复合地基的群桩就会沿图中虚线所示的软弱滑动面移动，此时桩体和桩间土就会共同发生滑动失稳破坏。对不同桩型有不同的破坏模式，而对同一桩型则在桩身强度或土层状况不同的情况下存在不同的失效模式。通过对比分析，认为水泥搅拌桩属于半柔性半刚性桩，因此在实际工程中，较易发生整体剪切破坏。（a）刺入破坏（b）鼓胀破坏（c）整体剪切破坏（d）滑动剪切破坏图2.3水泥土搅拌桩复合地基破坏形式
【参考文献】：
期刊论文
[1]原状和压实黄土持水特性及湿陷性对比试验研究[J]. 穆青翼,党影杰,董琪,廖红建,董欢. 岩土工程学报. 2019(08)
[2]桩体刚度对复合地基支承路堤失稳破坏模式的影响研究[J]. 郑刚,郭知一,杨新煜,周海祚,于晓旋,赵佳鹏,夏博洋. 岩土工程学报. 2019(S1)
[3]高压旋喷桩复合地基承载力研究[J]. 贾剑青,刘杰,赖远明,李明正. 中国铁道科学. 2018(06)
[4]考虑卸荷作用的黄土湿陷性评价方法研究[J]. 王铁行,金鑫,罗扬,张松林. 岩土力学. 2019(04)
[5]黄土湿陷性与其物理力学指标的关系及评价方法[J]. 武小鹏,赵永虎,徐安花,米维军,赵守全. 长江科学院院报. 2018(06)
[6]基于ABAQUS的带帽桩复合地基初始地应力平衡方法浅析[J]. 杨金尤,雷金波,邹永强,李壮状,万梦华,乐腾胜,Pratik Kumar Bhandari. 南昌航空大学学报(自然科学版). 2017(04)
[7]软土地基刚性桩复合地基沉降计算的简化方法[J]. 杨光华,徐传堡,李志云,姜燕,张玉成. 岩土工程学报. 2017(S2)
[8]活性氧化镁碳化搅拌桩模型试验研究[J]. 刘松玉,蔡光华,杜广印,王亮. 岩土工程学报. 2017(S2)
[9]水泥搅拌桩复合地基的沉降计算方法探讨[J]. 杨凤伟,王剑锋. 山西建筑. 2017(28)
[10]混凝土芯水泥土搅拌桩复合地基现场试验研究[J]. 张石友,孙海建,赵自文. 地下空间与工程学报. 2016(06)
硕士论文
[1]湿陷性黄土区桩式复合地基设计选型及其动力响应[D]. 张小燕.兰州理工大学 2018
本文编号：2986349
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
复合地基组成示意图
兰州交通大学工程硕士学位论文-15-1）应力扩散法。该方法把复合地基作为双层地基，通过应力扩散角，得到了未加固区顶面的附加应力数值，然后采用弹性理论计算整个下卧层的应力分布，并以单向压缩分层总和法由下式（2.18）可求S2。1112-i-iiinisizSZ-aZaEPφS（2.18）其中，φs为沉降计算经验系数，根据地区沉降观测资料及经验确定，无资料时，可取0.7~1.3；Pz为水泥土搅拌桩桩端处附加应力，kPa；n为未加固土层范围内划分的土层数；Esi为搅拌桩桩端下第i层土的压缩模量，MPa；Zi、Zi-1为桩端至第i层土、第i-1层土底面的距离，m；ɑi、ɑi-1为桩端至第i层土、第i-1层土底面范围内平均附加应力系数。2）等效实体法。假定加固区四周皆受均布摩阻力的影响，将上部传递的荷载压力减去摩阻力后，就得到未加固区域顶面附加应力数值，最后再利用2.18公式进行计算求S2，如下图2.2所示为等效实体法示意图。3）MindlinGeddes方法。按桩与土的模量比将上部荷载按比例分配给搅拌桩体和土体两部分，然后假定桩侧摩阻力的分布形式，由Mindlin基本解积分公式分别求出桩和土各自承担的荷载对未加固区形成的应力分布，将应力矩阵相加，通过单向压缩分层总和法由下式（2.19）-（2.23）求出Se，非加固区应力矩阵值不仅与桩数目有关而且还与桩的排列位置相关。图2.2等效实体法示意图当在群桩条件下，第j根桩体顶端荷载为Qj，桩下部土体某点i的应力（rj，zj）为：stj2jjsrj2jjpj2jjzjILQβαILQβILQασ1（2.19）
兰州交通大学工程硕士学位论文-17-如下图（d）为滑动剪切破坏，在各种复合地基中都会发生此类破坏，当上部荷载过大时，复合地基的群桩就会沿图中虚线所示的软弱滑动面移动，此时桩体和桩间土就会共同发生滑动失稳破坏。对不同桩型有不同的破坏模式，而对同一桩型则在桩身强度或土层状况不同的情况下存在不同的失效模式。通过对比分析，认为水泥搅拌桩属于半柔性半刚性桩，因此在实际工程中，较易发生整体剪切破坏。（a）刺入破坏（b）鼓胀破坏（c）整体剪切破坏（d）滑动剪切破坏图2.3水泥土搅拌桩复合地基破坏形式
【参考文献】：
期刊论文
[1]原状和压实黄土持水特性及湿陷性对比试验研究[J]. 穆青翼,党影杰,董琪,廖红建,董欢. 岩土工程学报. 2019(08)
[2]桩体刚度对复合地基支承路堤失稳破坏模式的影响研究[J]. 郑刚,郭知一,杨新煜,周海祚,于晓旋,赵佳鹏,夏博洋. 岩土工程学报. 2019(S1)
[3]高压旋喷桩复合地基承载力研究[J]. 贾剑青,刘杰,赖远明,李明正. 中国铁道科学. 2018(06)
[4]考虑卸荷作用的黄土湿陷性评价方法研究[J]. 王铁行,金鑫,罗扬,张松林. 岩土力学. 2019(04)
[5]黄土湿陷性与其物理力学指标的关系及评价方法[J]. 武小鹏,赵永虎,徐安花,米维军,赵守全. 长江科学院院报. 2018(06)
[6]基于ABAQUS的带帽桩复合地基初始地应力平衡方法浅析[J]. 杨金尤,雷金波,邹永强,李壮状,万梦华,乐腾胜,Pratik Kumar Bhandari. 南昌航空大学学报(自然科学版). 2017(04)
[7]软土地基刚性桩复合地基沉降计算的简化方法[J]. 杨光华,徐传堡,李志云,姜燕,张玉成. 岩土工程学报. 2017(S2)
[8]活性氧化镁碳化搅拌桩模型试验研究[J]. 刘松玉,蔡光华,杜广印,王亮. 岩土工程学报. 2017(S2)
[9]水泥搅拌桩复合地基的沉降计算方法探讨[J]. 杨凤伟,王剑锋. 山西建筑. 2017(28)
[10]混凝土芯水泥土搅拌桩复合地基现场试验研究[J]. 张石友,孙海建,赵自文. 地下空间与工程学报. 2016(06)
硕士论文
[1]湿陷性黄土区桩式复合地基设计选型及其动力响应[D]. 张小燕.兰州理工大学 2018
本文编号：2986349
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