桩体模量对水泥土搅拌桩复合地基破坏影响研究

发布时间：2021-06-29 01:11

　　针对目前水泥土搅拌桩复合地基整体稳定性研究主要基于假定全部桩体发生剪切或者弯曲破坏的不足,采用有限差分法,对不同位置处桩体的受力特性,破坏模式以及复合地基整体破坏过程的开展方向进行研究,在此基础上,分析桩体弹性模量对桩体受力、破坏模式和破坏顺序的影响。结果表明:水泥土搅拌桩复合地基在路堤荷载作用下,会同时发生弯曲与剪切2种破坏模式,并且水泥土搅拌桩受力在空间分布上具有很大的不同;路堤荷载作用下,桩体的破坏具有渐进性,坡肩以外桩体更易发生弯曲破坏,破坏方向由坡脚首先发生,并向路堤中心逐渐延伸,而路堤内侧桩体更容易发生剪切破坏,破坏方向由路堤中心向坡脚延伸;随着桩体弹性模量的增加,桩体会由剪切破坏转变为弯曲破坏;低模量水泥土搅拌桩复合地基会首先发生内部剪切破坏,之后坡脚处发生弯曲破坏;高模量水泥土搅拌桩复合地基会先于坡脚处发生弯曲破坏,随后在路堤中心发生剪切破坏;桩体弹性模量的提高会增加桩体抗弯刚度,使其承担更大的弯矩,更容易发生弯曲破坏。 

【文章来源】：中国公路学报. 2020,33(09)北大核心EICSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

不同桩体模量复合地基破坏开展过程

由第2节可知，水泥土搅拌桩复合地基支承路堤发生整体失稳时，剪切、弯曲2种不同类型的破坏模式会同时产生；然而，桩体弹性模量的改变会使得桩体的承载特性发生变化，从而改变其破坏模式[27]。本节将系统地研究不同弹性模量下，桩体的破坏模式随填筑高度及超载的变化，在此基础上，对复合地基破坏开展过程进行详细描述。本节中，将路堤自重与路堤顶面超载的和定义为路堤等效荷载。为了更直观地反映出每个加载阶段剪应力以及拉应力的发挥水平，引入应力发挥系数，其大小为当前路堤等效荷载作用下截面最大剪应力（拉应力）与桩体的极限剪应力（拉应力）之比，此处截面拉应力为水平推力作用产生的弯矩进而形成的桩体最外侧截面的拉应力。当应力发挥系数达到1时，认为此时桩体已经达到了极限状态，相应会发生剪切（弯曲）破坏[28]。图6为不同桩体模量情况下，1#,3#,5#,7#,9#桩体应力随路堤等效荷载的变化情况。

采用理想弹塑性模型模拟桩体破坏后性状是目前广泛使用的破坏后性状模型[25-26]，其屈服准则及应力-应变关系如图4所示。当桩体拉应变达到屈服拉应变时，拉应力达到极限拉应力，此时桩体进入塑性，随着拉应变的增加，拉应力保持不变。图4 理想弹塑性破坏后性状

【参考文献】：
期刊论文
[1]State-of-the-art review of soft computing applications in underground excavations[J]. Wengang Zhang,Runhong Zhang,Chongzhi Wu,Anthony Teck Chee Goh,Suzanne Lacasse,Zhongqiang Liu,Hanlong Liu.  Geoscience Frontiers. 2020(04)
[2]复合地基极限承载力与稳定研究进展[J]. 郑刚,周海祚.  天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2020(07)
[3]基于渐进破坏的路堤下刚性桩复合地基的稳定性分析及控制[J]. 郑刚,杨新煜,周海祚,孙佳羽.  岩土工程学报. 2017(04)
[4]刚性桩复合地基支承路堤稳定破坏机理的离心模型试验[J]. 郑刚,李帅,刁钰.  岩土工程学报. 2012(11)
[5]地基处理技术发展综述[J]. 郑刚,龚晓南,谢永利,李广信.  土木工程学报. 2012(02)
[6]刚性桩加固软弱地基上路堤的稳定性问题（Ⅰ）——存在问题及单桩条件下的分析[J]. 郑刚,刘力,韩杰.  岩土工程学报. 2010(11)
[7]广义复合地基理论及工程应用[J]. 龚晓南.  岩土工程学报. 2007(01)



本文编号：3255409