深层水泥搅拌桩加固沿海软基试验研究和数值模拟分析
发布时间：2021-08-28 05:31
深层水泥搅拌桩加固技术有着适用范围广、周期短、成本低、无污染、快速高效地提高地基承载力和有效地控制地基沉降的优势,但试验研究、理论分析等远远落后于工程实践,很大程度上制约了其技术在沿海工程中的应用。本文在已有的深层水泥搅拌桩复合地基理论的基础上,结合沿海软基加固工程,通过室内模型试验、现场原位试验及数值模拟三个方面对深层水泥搅拌桩复合地基的工程特性及工程应用进行研究。为同类软基工程提供工程实例数据和积累经验,对于深层水泥搅拌桩复合地基加固机理的认识和该技术的推广和应用有着十分重要的意义。本文首先通过水泥土加固体室内配合比试验,分析并揭示了主要影响因素（水泥种类和标号,水泥掺入量,水灰比,龄期,外加剂和水泥土搅拌程度）对水泥土加固体抗压强度和含水率的影响变化规律,以及将深层加固体和浅层加固体工程性能进行了对比,依据试验结果,得到了水泥土加固体不同龄期抗压强度公式,该公式可用于水泥土加固体不同龄期抗压强度变化预测;在室内试验基础上,为了进一步探究水泥掺入量对深层水泥搅拌桩复合地基加固效果的影响,在现场进行了 12组原位桩体试验,通过分析室内水泥土试件和原位桩体强度试验数据,作者提出了针对依...
【文章来源】：长沙理工大学湖南省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１深层搅拌桩施工工艺流程图??
机质含量高的软土，??单单地采用水泥作为固化剂的加固体的加固效果并不好。??８．土中地下水的ｐＨ??土中地下水的ｐＨ大小，对加固体强度的变化有很大的影响。对地下水呈酸??性的软基采用深层水泥搅拌桩加固处理，其效果差强人意。??１．３深层水泥搅拌桩复合地基研究现状??１．３．１复合地基概述??人工地基分为两大类：一类是在荷载作用下，天然地基中的土体的力学性质??得到改善，另一类是在地基处理过程中部分土体得到增强或被置换，或加设加筋??材料，形成复合地基。浅基储桩基础和复合地基（如图１．２所示）是常用的三??种地基基础形式。三者是依据荷载传递路线分类的，如图（ａ）所示的浅基础，??荷载直接传递给地基；如图（ｂ）所示的桩基础（端承桩），荷载通过桩体传递给??地基；如图（ｃ）所示的复合地基（设垫层），荷载分两部分传递给地基，即通过??桩体和土体传递给地基。三者之间是连续分布的，不存在严格的界限。??．（１?ｅ?０?（ｉ?Ｊ?．?＂?（Ｉ?（１??ｊＤ丄ｍ?Ｖｉ?｜?ｉ１??ｆ｜ｆ｜?ｆ｜?ｆ｜｜??＃?ｔ?？?？?〇?分｛?０?ｉｌ??（ａ）浅基础?（ｂ）桩基础（端承桩）?（ｃ）复合地基（设垫层）??图１．２地基基础形式??从各类国内外土木工程建设中发现，复合地基加固技术早己得到广泛地应用，??复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强，或部分土体被置换，??或加设加筋材料。其本质是水泥土增强体与天然地基两者通过变形协调共同承担??上部荷载，加固区是由增强体和天然地基土体（或被改良的天然地基土体）两部??分组成的人工地基。??复合地基最早出现于２０世纪６０年代，其涵义伴随着工程实践的发展有一个??
?第二章水泥土加固体工程性能室内试验研宄???ＪＪ－５型号水泥胶砂搅拌机、平板振动台、ＪＭ－Ｃ３０ｋｇ型号计重称、ＷＥ－３００Ｂ型万??能试验机和电热鼓风恒温千燥箱等。??试验实施过程：??计算水泥和一？?制备水泥浆??水的掺入量??Ｉ??—?｜水泥搅拌土装入试１?ｎ＾ｒ？ｚ７ｒｉ??丨撕水泥土?—＞模，振动麵一擁’养护????Ｉ????ｔ??＾??现场取土?一？制备扰动土?室内力学试验和物理试验???????????Ｉ．??图２．１试验流程图??３．试验研宄内容??（１）水泥土加固体力学性质试验??土工建筑物和地基存在的主要问题是强度问题、变形问题和渗透问题。其中??抗压强度是水泥土加固体的力学指标的重要指标，因此需要深入的研宄复合地基??抗压强度指标，以确保工程建设安全稳定。??进行试验室试件制作计算中，水泥掺入量计算设桩长为ｌｍ，根据公式（２．１?）、??（２．２）可以计算土用量，水泥用量和水用量。水泥掺入量和水灰比计算公式如??下所示：??水泥用量＝桩的设计截面ｘ粧长ｘ?土的密度ｘ水泥掺入量?（２．１）??水灰比＝黑?（２．２）??养护条件均为标准室内养护；根据试件模建大小，计算得出水泥土加固体的??实验配比；本试验参考《水泥胶砂强度检验方法（ＩＳＯ法）ＧＢ／Ｔ１７６７１－１９９９》??进行试验：??１）水泥种类对水泥土加固体强度的影响研究??研究在水泥掺入量为１８％，水灰比０．５，１２％外加剂粉煤灰情况下，试验中??将选用不同品种和标号的水泥，对水泥种类和标号进行适应性研究。试验采用了??左江牌Ｐ．Ｃ３２．５、华润牌Ｐ．０４２．５、华润牌Ｐ．ＩＩ４２
【参考文献】：
期刊论文
[1]半刚性水泥搅拌桩软基加固三维数值模拟[J]. 陈良志,邹鹏旭,彭志豪. 水运工程. 2019(01)
[2]水泥土搅拌桩处理海相沉积软土的试验研究[J]. 吴邵海,王智猛,褚宇光. 高速铁路技术. 2018(06)
[3]复杂地层中水泥土搅拌桩的施工改进措施[J]. 刘鑫,阳康,常聚友. 铁道建筑. 2018(11)
[4]长期荷载作用下的水泥土力学性能[J]. 宋义仲,卜发东,程海涛,刘彬,李建明. 施工技术. 2017(S2)
[5]海水环境下水泥土强度衰减过程室内试验研究[J]. 闫楠,杨俊杰,刘强,董猛荣. 土木工程学报. 2017(11)
[6]水泥土劈裂抗拉强度试验研究[J]. 江国龙,陈四利,毛学文,侯芮,施安琪. 公路交通科技. 2017(08)
[7]淤泥搅拌固化法在海堤工程基础处理中的应用[J]. 黄朝煊. 施工技术. 2017(S1)
[8]水泥土复合管桩竖向抗拔承载机理研究[J]. 宋义仲,卜发东,程海涛,李建明. 施工技术. 2017(S1)
[9]水泥土剪切破坏特性与剪破角试验研究[J]. 钱财富,宋新江,徐海波,吴杰,周文渊. 水电能源科学. 2017(03)
[10]高黏性软土中水泥搅拌桩的施工工艺和检测评估方法[J]. 何开胜,陈泽虎. 工业建筑. 2017(02)
硕士论文
[1]基于正交试验法的透水混凝土配合比设计和试验研究[D]. 孙宏友.西南交通大学 2016
[2]水泥搅拌桩在天津港南疆港区复合地基加固工程中的应用研究[D]. 邹君鹏.天津大学 2014
[3]橡胶水泥土桩复合地基与上部结构作用研究[D]. 周继芳.沈阳建筑大学 2011
[4]水泥搅拌桩复合地基技术研究与工程实践[D]. 李翔军.天津大学 2003
本文编号：3367898
【文章来源】：长沙理工大学湖南省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１深层搅拌桩施工工艺流程图??
机质含量高的软土，??单单地采用水泥作为固化剂的加固体的加固效果并不好。??８．土中地下水的ｐＨ??土中地下水的ｐＨ大小，对加固体强度的变化有很大的影响。对地下水呈酸??性的软基采用深层水泥搅拌桩加固处理，其效果差强人意。??１．３深层水泥搅拌桩复合地基研究现状??１．３．１复合地基概述??人工地基分为两大类：一类是在荷载作用下，天然地基中的土体的力学性质??得到改善，另一类是在地基处理过程中部分土体得到增强或被置换，或加设加筋??材料，形成复合地基。浅基储桩基础和复合地基（如图１．２所示）是常用的三??种地基基础形式。三者是依据荷载传递路线分类的，如图（ａ）所示的浅基础，??荷载直接传递给地基；如图（ｂ）所示的桩基础（端承桩），荷载通过桩体传递给??地基；如图（ｃ）所示的复合地基（设垫层），荷载分两部分传递给地基，即通过??桩体和土体传递给地基。三者之间是连续分布的，不存在严格的界限。??．（１?ｅ?０?（ｉ?Ｊ?．?＂?（Ｉ?（１??ｊＤ丄ｍ?Ｖｉ?｜?ｉ１??ｆ｜ｆ｜?ｆ｜?ｆ｜｜??＃?ｔ?？?？?〇?分｛?０?ｉｌ??（ａ）浅基础?（ｂ）桩基础（端承桩）?（ｃ）复合地基（设垫层）??图１．２地基基础形式??从各类国内外土木工程建设中发现，复合地基加固技术早己得到广泛地应用，??复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强，或部分土体被置换，??或加设加筋材料。其本质是水泥土增强体与天然地基两者通过变形协调共同承担??上部荷载，加固区是由增强体和天然地基土体（或被改良的天然地基土体）两部??分组成的人工地基。??复合地基最早出现于２０世纪６０年代，其涵义伴随着工程实践的发展有一个??
?第二章水泥土加固体工程性能室内试验研宄???ＪＪ－５型号水泥胶砂搅拌机、平板振动台、ＪＭ－Ｃ３０ｋｇ型号计重称、ＷＥ－３００Ｂ型万??能试验机和电热鼓风恒温千燥箱等。??试验实施过程：??计算水泥和一？?制备水泥浆??水的掺入量??Ｉ??—?｜水泥搅拌土装入试１?ｎ＾ｒ？ｚ７ｒｉ??丨撕水泥土?—＞模，振动麵一擁’养护????Ｉ????ｔ??＾??现场取土?一？制备扰动土?室内力学试验和物理试验???????????Ｉ．??图２．１试验流程图??３．试验研宄内容??（１）水泥土加固体力学性质试验??土工建筑物和地基存在的主要问题是强度问题、变形问题和渗透问题。其中??抗压强度是水泥土加固体的力学指标的重要指标，因此需要深入的研宄复合地基??抗压强度指标，以确保工程建设安全稳定。??进行试验室试件制作计算中，水泥掺入量计算设桩长为ｌｍ，根据公式（２．１?）、??（２．２）可以计算土用量，水泥用量和水用量。水泥掺入量和水灰比计算公式如??下所示：??水泥用量＝桩的设计截面ｘ粧长ｘ?土的密度ｘ水泥掺入量?（２．１）??水灰比＝黑?（２．２）??养护条件均为标准室内养护；根据试件模建大小，计算得出水泥土加固体的??实验配比；本试验参考《水泥胶砂强度检验方法（ＩＳＯ法）ＧＢ／Ｔ１７６７１－１９９９》??进行试验：??１）水泥种类对水泥土加固体强度的影响研究??研究在水泥掺入量为１８％，水灰比０．５，１２％外加剂粉煤灰情况下，试验中??将选用不同品种和标号的水泥，对水泥种类和标号进行适应性研究。试验采用了??左江牌Ｐ．Ｃ３２．５、华润牌Ｐ．０４２．５、华润牌Ｐ．ＩＩ４２
【参考文献】：
期刊论文
[1]半刚性水泥搅拌桩软基加固三维数值模拟[J]. 陈良志,邹鹏旭,彭志豪. 水运工程. 2019(01)
[2]水泥土搅拌桩处理海相沉积软土的试验研究[J]. 吴邵海,王智猛,褚宇光. 高速铁路技术. 2018(06)
[3]复杂地层中水泥土搅拌桩的施工改进措施[J]. 刘鑫,阳康,常聚友. 铁道建筑. 2018(11)
[4]长期荷载作用下的水泥土力学性能[J]. 宋义仲,卜发东,程海涛,刘彬,李建明. 施工技术. 2017(S2)
[5]海水环境下水泥土强度衰减过程室内试验研究[J]. 闫楠,杨俊杰,刘强,董猛荣. 土木工程学报. 2017(11)
[6]水泥土劈裂抗拉强度试验研究[J]. 江国龙,陈四利,毛学文,侯芮,施安琪. 公路交通科技. 2017(08)
[7]淤泥搅拌固化法在海堤工程基础处理中的应用[J]. 黄朝煊. 施工技术. 2017(S1)
[8]水泥土复合管桩竖向抗拔承载机理研究[J]. 宋义仲,卜发东,程海涛,李建明. 施工技术. 2017(S1)
[9]水泥土剪切破坏特性与剪破角试验研究[J]. 钱财富,宋新江,徐海波,吴杰,周文渊. 水电能源科学. 2017(03)
[10]高黏性软土中水泥搅拌桩的施工工艺和检测评估方法[J]. 何开胜,陈泽虎. 工业建筑. 2017(02)
硕士论文
[1]基于正交试验法的透水混凝土配合比设计和试验研究[D]. 孙宏友.西南交通大学 2016
[2]水泥搅拌桩在天津港南疆港区复合地基加固工程中的应用研究[D]. 邹君鹏.天津大学 2014
[3]橡胶水泥土桩复合地基与上部结构作用研究[D]. 周继芳.沈阳建筑大学 2011
[4]水泥搅拌桩复合地基技术研究与工程实践[D]. 李翔军.天津大学 2003
本文编号：3367898
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