路堤下复合地基素混凝土桩受力特征和破坏机理

为了合理分析软土地区路堤下素混凝土桩复合地基的稳定性,基于离心模型试验和仿真分析,研究了不同桩间距条件下路堤下素混凝土桩复合地基桩体的受力特征,引入桩体破坏逐一退出机制,分析了桩体破坏模式. 结果表明:在路堤自重和列车荷载作用下,路堤下复合地基素混凝土桩受力特征和破坏模式具有显著的桩间距效应,当桩间距分别增大至4倍和6倍桩径时,最靠近坡脚的第1列与第1、2列素混凝土桩分别产生了断桩破坏;在桩间距不变的条件下,随着上部荷载的增大,素混凝土桩最大弯矩和剪力均逐渐增大;施加列车荷载后,桩体最大弯矩和剪力往路基坡脚方向呈逐渐增大的规律,桩间距由3倍增大至6倍桩径时,靠近坡脚的桩体最大弯矩由172.9 kN?m增大至601.0 kN?m,大于桩体标定极限弯矩值,剪力由89.4 kN增大至249.1 kN,小于桩体标定极限剪力值,表明离心模型试验中素混凝土桩产生弯曲破坏而不是剪切、受压和受拉破坏,最靠近坡脚的桩最先发生弯曲破坏,随后往路基中心方向呈逐一弯曲破坏模式.      

武广高铁CFG桩复合地基工后沉降影响因素

为了研究软土地区高速铁路CFG(cement flyash gravel)桩复合地基工后沉降,以武广客专试验段为例,基于有限元理论,借助ABAQUS软件,对多个影响CFG桩复合地基工后沉降的因素进行数值模拟,分析各因素对其沉降的影响程度和规律,确定控制沉降量的主要因素.研究结果表明:增大桩的弹性模量或桩径,桩土应力比均增大;增大垫层厚度,桩土应力比减小;采用钢筋混凝土管桩和CFG桩组合时,在CFG桩桩顶的最大沉降为2.01 mm,与全为管桩的情况相比,不均匀沉降减小了46.5%.      

高速铁路CFG桩网复合结构设计参数分析

采用数值分析方法,依托京沪高速铁路徐沪段CFG(Cement Fly-ash Gravel)桩复合地基处理方法,分析了有无桩帽、不同桩长、不同桩间距等设计参数的桩网结构在高速列车荷载作用下对路基高度4.15 m的地基动力响应的影响,为高速铁路CFG桩复合地基的设计提供理论依据。结果表明,地基面(碎石垫层以下)动位移与有无桩帽、桩长、桩间距有关。无桩帽比有桩帽的位移大7.8%;随着桩长增加30%,70%,120%时,地基面最大动位移分别减小10.4%,19.6%,25.9%。随着桩间距增加0.8,2,2.5D(D为桩径)时,地基面最大动位移分别增加8%,12.4%,23.4%。地基面动应力的大小与有无桩帽、桩间距有关;在持力层相同的情况下,与桩长基本无关。在该文地质条件下,桩土动分担比与地基面桩、桩间土处的动位移呈正比。     

灰土挤密桩复合地基桩土应力比试验研究

结合灰土挤密桩处理湿陷性黄土地基工程实际进行了单桩、三桩复合地基静载荷现场试验。试验结果表明：桩顶应力、桩间土应力随板底应力的增大而增大,并且应力逐渐向桩顶集中;距离桩边不同位置处的桩间土应力沿桩径方向呈非线性分布;相同的板底应力条件下,单桩复合地基桩土应力比大于三桩复合地基桩土应力比,该结论可为类似复合地基设计提供参考。     

高速铁路CFG桩复合地基处理方案数值模拟

采用有限元分析软件对CFG桩复合地基特性进行了研究,分析了不同的复合地基处理方案,如水泥土、桩帽网、和桩板方案对沉降规律和桩土应力比的影响．研究表明：复合地基处理方案为水泥土方案时路基沉降量最大、桩土应力比最小,地基面有明显沉降盆;桩板方案时路基沉降量最小、桩土应力比最大、地基面沉降更加均匀．     

路堤下的水泥土搅拌桩复合地基性状的探讨

目前在路堤基础下复合地基的设计中仍沿用刚性基础下复地基的设计理论,因而造成实测值与设计值相差甚远.结合高速公路软土地基处理中的现场试验和数值分析,分析了路堤下桩土应力、桩土表面沉降、桩身附加应力、复合地基承载力、侧向位移等.结果表明:在路堤下这种复合地基桩土应力比变化总体趋势为逐渐增大,但总应力比不大,应力集中不明显;桩土沉降存在不协调,实测土的沉降量比桩的沉降量要大;群桩时复合地基的承载力小于单桩复合地基承载力;侧向位移较小.     

硬壳层对管桩复合地基桩-土应力比的影响

为研究就地固化硬壳层对预应力管桩复合地基桩-土应力比的影响，以绍兴钱滨线泥浆池路段为背景，开展现场试验和数值模拟分析，研究路堤荷载作用下预应力管桩复合地基的受力和变形；从桩-土应力比的角度，着重探讨硬壳层对桩基复合地基承载性能的影响规律；分析路堤高度与桩帽净间距之比、桩帽宽度与桩帽净间距之比等设计参数对桩-土应力比发展的影响机制.研究结果表明：硬壳层的存在能够有效提高桩基复合地基的承载特性；在本文试验条件下，就地固化硬壳层的预应力管桩复合地基最大水平位移发生在地表以下5～6 m处，区别于传统桩基复合地基的土体水平位移沿深度逐渐降低的规律；桩-土应力比在23～37，高于传统桩基复合地基.     

CFG桩在滑塌段软土路基处理中的应用

要在承载力较低的软土地基土中，采用低强度混凝土桩（CFG桩）进行加固，形成复合地基，不仅可以提高地基承载力，而且较其它地基加固方法而言，还可以降低工程造价，缩短工期。以丹东至大连高速公路丹东至庄河段的软土路基为例，介绍了CFG桩软土地基加固工程的施工方案、施工质量问题和控制措施。     

考虑打桩效应CFG桩加固软基桩间距设计计算

从复合地基承栽力、工后沉降量并考虑成桩效应综合分析,提出相应的CFG桩复合地基桩间距设计计算方法,在进行复合地基桩间距的设计时,应保证复合地基承我力满足设计要求,加固后地基土的工后沉降量应满足规范要求;同时,为确保施工质量,还应充分考虑打桩带来的不利影响.     

高速公路CFG桩——网复合地基沉降控制效果研究

首先结合现场测试数据对路基施工期地基沉降规律进行分析;然后结合ABAQUS有限元分析软件建立三维数值模型,对相同条件下桩间距与桩径对复合地基沉降规律影响进行分析。同时,结合现场测试和数值模拟结果验证高压缩性软土区域采用CFG桩—网复合地基加固控制效果。研究结果表明:地基沉降随填筑荷载变化呈三阶段特征:快速增长、缓慢增长和趋于稳定,最终稳定时累积沉降约为35 mm;相同条件下,适当增加桩径和减小桩间距均可以提升复合地基加固效果,达到减少地基沉降目的,其中减少桩间距改善地基沉降效果更为明显。     

刚柔复合式路面在不同软土地基结构下的沉降分析

针对刚柔复合式路面结构在软土地基上的特点和现有研究存在的不足,基于Biot固结理论,运用Abaqus有限元软件,采用Drucker-Prager弹塑性模型建立公路路基结构模型,以路表平均沉降、不均匀沉降为研究对象,分析了有无土工格栅、不同桩径以及不同桩距对路表平均沉降、不均匀沉降的影响。结果表明:在正常范围内,土工格栅对路表沉降影响不大,但可减少3%路表不均匀沉降,加桩后减少沉降明显,接近90%;桩径越大,特别是当桩径大于或等于0.4 m,桩径对路表沉降的影响会显著增大,且得出最佳桩径为0.5 m;桩在软土地基中呈等间距分布,桩距越小,路表平均沉降、不均匀沉降越小,且得出最佳桩距为1 m。研究结果对刚柔复合式路面在软土地基路段的推广应用有重大意义。     

盾构隧道斜螺栓接头受力性能与火灾下温度分布规律

利用有限元计算软件ABAQUS建立了环向复合管片与环向斜螺栓接头的三维实体模型; 考虑复合管片材料的非线性, 采用弹塑性本构模型, 分析了环向斜螺栓接头在常温下的力学特性; 根据HC升温曲线, 分析了接头模型的传热特性, 研究了复合管片衬砌和环向斜螺栓接头在火灾下的温度分布规律。分析结果表明: 采用高强螺栓能够有效减小接头张开量, 增大接头刚度; 在采用高强螺栓的情况下, 斜螺栓最大轴应力易在初始阶段达到屈服, 屈服后接头弯矩和轴力的增大对斜螺栓的应力影响并不大, 但对斜螺栓变形影响较大, 当接头负弯矩从7 kN·m增加到122 kN·m, 接头轴力从368kN增加到734 kN时, 斜螺栓最大应变增加1.6倍, 当接头正弯矩从53 kN·m增加到182 kN·m, 接头轴力从903kN增加到1 056 kN时, 斜螺栓最大应变增加5.9倍; 常温下接缝附近斜螺栓的轴应力呈现反对称分布, 除接缝外其他部位斜螺栓的轴应力基本相等, 约为400MPa, 接缝处轴应力绝对值最大值可达700 MPa; 火灾情况下手孔处温度上升最快且达到的温度最高, 80 min时即可达到1 000 ℃, 接缝处混凝土在100min后达到稳定温度, 螺母处混凝土在150 min后达到稳定温度, 稳定温度均为1 000 ℃左右。      

CFG桩联合泡沫混凝土处理桥头跳车问题研究

主要研究了软土地基中的桥头跳车问题,结合天然地基和CFG桩复合地基以及CFG桩联合泡沫混凝土地基的数值模拟分析,得出了3种工况下路基的沉降变化规律,同时明确了CFG桩联合泡沫混凝土处理桥头跳车问题的有效性。天然地基工况下的最大工后沉降为22.5 cm,不符合规范要求,CFG复合地基的最大工后沉降为6.2 cm;天然地基工况的沉降最大值位于路基顶面,CFG桩复合地基工况位于地基与路基的交界面。采用泡沫混凝土进行台后15 m范围内的换填后,减小了台后的差异性沉降,15年后最大工后沉降为3.61 cm,有利于治理桥头跳车问题。     

碎石桩复合地基有限元分析

通过对碎石桩复合地基的筒化，采用有限元方法分析了复合地基的一些特性，并研究了桩土应力比（或桩土模量比）与临界桩长，置换率以及地基附加应力分布之间的关系。     

CFG桩在路基中的应用与分析

本文通过对高速铁路CFG桩进行分析,通过不同垫层结构、桩径、桩间距、有无桩帽和桩帽大小等设计参数对地基沉降的影响,为试验段CFG桩复合地基设计方案提供依据,并对试验段设计方案进行沉降分析。铁路路基CFG桩复合地基与工业与民用建筑行业相比主要存在以下不同:一是传统的房屋建筑基础为刚性垫层,通过垫层传递到桩和桩间土上的荷载比较明确,铁路路堤基础一般为柔性     

不同垫层下管桩复合地基现场对比试验研究

为比较管桩+钢筋混凝土板复合地基、管桩+桩帽+土工格室复合地基、管桩+桩帽+土工格栅复合地基的受力和沉降控制效果,开展了3种复合地基处理深厚软土路基的现场试验,分析研究了不同垫层条件下管桩复合地基受力和变形规律,结果表明:路堤荷载作用下,桩顶和桩间土应力由路基中心向路肩、坡脚处逐渐减少,土工格栅垫层时桩土应力比为2.47~5.42,土工格室垫层加固桩土应力比为2.30~6.25;钢筋混凝土板垫层时桩土应力比为8.05~14.81;随着路基填土荷载的增大,土工格栅、土工格室拉力逐渐增大,路肩位置拉力最大,相同荷载作用下土工格室所受拉力大于土工格栅;3种复合地基加固措施中管桩+钢筋混凝土板对路基沉降的加固效果最好,稳定后地基面沉降分别为土工格栅和土工格室桩网复合地基地基面沉降的68.46%和72.56%.      

水泥搅拌桩施工技术及质量控制

水泥搅拌桩是利用深层搅拌机械在软弱地基内,边钻进边往软土中喷射浆液或雾状粉体．同时借助于搅拌轴旋转搅拌,使喷入软土中的浆液（水泥浆、水泥砂浆）或粉体（水泥粉、干石灰粉）与软土充分拌和在一起,形成抗压强度比天然土高得多并具有整体性、水稳性的桩柱体,由若干根这类桩柱体和桩周土构成复合地基。     

相邻基坑对拉锚索支护结构参数敏感性分析

利用软件FLAC3D进行参数的敏感性分析,考虑锚索竖向间距、桩直径、相邻基坑间距、锚索预应力、桩间距、桩嵌固长度6个因素对对拉锚索支护结构性能的影响,具体为桩身弯矩、锚索轴力、桩后土体位移3个方面。分析结果表明:预应力锚索的设置使桩身弯矩局部呈"波浪形"但随着桩直径的增大,桩身弯矩呈现出"波浪形"的这一特点逐渐变弱;桩的有效抗弯长度随着桩径的增大而变长;可以通过增大预应力的方式,显著减小桩身的控制弯矩,从而减少桩的配筋,有效地节约工程造价;桩身弯矩沿桩深整体呈"S形",且控制弯矩都位于嵌固段;当嵌固长度满足一定深度后,嵌固长度变化对桩身弯矩、预应力锚索轴力、桩后土体位移没有影响。     

CFG桩在高速公路软土地基处理中的应用

CFG （Cement Fly-ash Gravel）由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和而成.CFG桩在砂土、粉土、黏土、淤泥质土、杂填土等地基均有大量成功的实例.分析了高速公路软土地基处理中的CFG桩应用情况和注意事项,可为相关施工提供参考.     

静压桩对邻近埋地管道性能影响的数值分析

为了分析静压沉桩过程对邻近埋地管道性能的影响,基于位移贯入法模拟静压沉桩的二维有限元数值方法,建立了桩-土、管-土接触面并在桩顶施加位移荷载实现动态压桩过程,并综合分析了压桩过程中沉桩深度、桩径大小、管道中心与桩体中心的水平距离以及管道的埋深等因素对管道变形与力学性能的影响.研究结果表明:同等条件下,增加管-桩水平距离,管道水平位移、径向变形和管周应力相应减小,近桩侧管周土体的最大水平应力约为不设置管道时的1.5倍;随着沉桩深度增大,初始使管道产生明显水平位移的临界沉桩深度约为管道上方1 m处,随后管道水平位移呈现先增大后略微减小,并最终趋于稳定的趋势,且当沉桩深度为2倍埋深时管道水平位移最大;管道埋深越大,管道受沉桩挤土效应的影响越明显;当埋深为5倍管径时,沉桩桩径减少25%时管道最大水平位移减少27.8%,表明减小桩径可显著降低沉桩对周边管道性能的影响.