路堤荷载下水泥土搅拌桩复合地基荷载传递机理研究

采用数值计算方法,系统研究了桩体压缩模量、桩间距及桩长对水泥土搅拌桩复合地基荷载传递的影响。研究结果表明:随着桩间距的逐渐增大,桩身轴力、桩侧摩阻力及桩土应力比也随着逐渐增大,而桩体荷载分担比逐渐减小;随着桩体压缩模量或桩长的逐渐增大,桩身轴力、桩侧摩阻力、桩土应力比及桩体荷载分担比均是逐渐增大。在工程实践中,通过增大桩体压缩模量和桩长,减小桩间距,就能使桩体承担更多的上部荷载,从而充分发挥桩体作用。     

基于可靠度的复合地基承载力研究

在工程建设中复合地基承载力影响因素较多,导致其可靠性存在众多不确定因素,通过建立数学分析模型,采用蒙特卡洛法对不同桩长、桩间距、填土高度等工况下的对复合地基承载力进行计算,确定复合地基承载力可靠度关键影响因素。分析结果显示,桩长、桩间距和填土高度对复合地基可靠度的影响均较大,当桩间距一定时,可靠度指标随着桩长的增加而增加;桩长一定时,随着桩间距的增加,可靠度指标呈现线性减小的趋势;桩长一定时,填土高度越大,目标可靠度越小。填土高度对目标可靠度的影响程度随着桩长增加而减小,随着桩间距增加而变大。     

复合地基的复合模量分析

简要回顾了桩体压缩模量、桩的变形模量、复合模量的基本概念,介绍了计算复合模量的两种表达式,讨论了影响复合模量的相关因素。通过在不同桩型复合地基中的应用,对两种表达式的合理性及存在的问题进行了讨论。     

路堤荷载下钉形搅拌桩复合地基沉降特性

通过现场试验对比分析了钉形搅拌桩和常规搅拌桩复合地基的路中心分层沉降,并通过三维数值模拟分析了复合地基设计参数对路堤荷载下钉形搅拌桩复合地基沉降的影响。现场试验结果表明:相对于常规搅拌桩复合地基,由于扩大头作用和较高的桩身质量,钉形搅拌桩复合地基中更多的荷载通过桩体传递到下卧层,有效减小了加固区的沉降,但下卧层的沉降有所增加;由于下卧层土质较好,其地表总沉降小于常规搅拌桩复合地基。数值模拟结果表明:扩大头高度、桩长、桩间距和桩身模量是影响地表总沉降的主要因素;扩大头直径、桩间距和桩身模量是影响地表桩土相对沉降的主要因素,提高扩大头高度能有效减小地表总沉降;提高扩大头直径能有效减小地表桩土相对沉降。     

地铁车辆段软土复合地基水泥搅拌桩施工线路沉降分析

依托宁波市轨道交通5号线经堂庵跟车辆段道路工程,运用ABAQUS有限元软件计算分析地基置换率、桩土应力比、桩长及桩体刚度对3条线路有列车换算土柱荷载作用时的影响,研究软土水泥搅拌桩复合地基地铁线路沉降及其影响因素。得出最低临界置换率和最小桩长,发现桩土应力比和桩体刚度的改变对复合地基沉降量和加固影响深度的作用效果不敏感。     

改扩建道路纵向加高拓宽路基沉降特性与影响因素研究

依托惠盐高速深圳段改扩建工程,建立加高拓宽路基变形计算模型,分析了路基弹性模量、地基压缩模量、路基加高高度等因素对路基沉降变形的影响,得到了旧路加高拓宽沉降变形特性。研究结果表明:当拓宽部分地基较软弱或旧路加高高度较小时,横断面的沉降曲线呈“反盆形”;当拓宽部分地基压缩模量较大或加高高度较大时,横断面的沉降曲线呈“盆形”;随着新填路基弹性模量的提高,道路的不均匀沉降量逐渐减小,但减小的速率逐渐降低;对地基进行加固处理后的压缩模量不宜超过既有道路下地基的压缩模量,过分加固地基可能会使路面形成反向坡;对于路基加高高度小于2 m的路段,宜使拓宽部分地基的压缩模量大于旧地基;对于路基加高高度大于2 m的路段,则应使拓宽部分地基的压缩模量小于旧地基。     

基于填土-涵洞-地基共同作用机制的涵洞减载数值模拟研究

涵洞与填土、地基共同作用机理复杂,由涵洞结构、上覆填土与地基土刚度差异引起的涵顶应力集中往往使涵洞产生各种病害。文中基于填土-涵洞-地基共同作用机制,采用数值仿真软件,通过分析铺设EPS板、地基处理、复合处理(EPS板+地基处理)对涵顶垂直土压力及集中系数的影响,确定不同填高的合理减载方式;通过正交试验设计与分析,得到不同影响因素对涵顶垂直土压力的敏感程度;最后,根据研究结果提出合理的工程建议。研究结果表明:当填土高度H≤12m时,铺设的EPS板厚度h宜小于20cm,反之铺设的EPS板厚度h宜取20~40cm;涵洞地基处理时,当填土高度H≤9m、地基处理宽度L=2~3B(B为涵洞基础宽度),或H12m、L=B时,涵洞地基的刚度可适当增强,反之宜进行柔性地基处理;当填土高度H≤12m时,可通过地基处理或铺设EPS板减弱涵顶应力集中现象,反之宜采用EPS板、复合处理措施,复合处理措施的减载效果最佳;根据正交试验结果分析,不同影响因素对涵顶垂直土压力的敏感程度的大小顺序为EPS板厚度填土高度地基压缩模量地基处理宽度。     

桩基P－S曲线影响因素分析

单桩的P－S曲线特征,是桩受力特征的宏观表现。研究桩体在不同荷载作用下的P－S曲线特征是揭示桩体受力机理的主要途径。文中通过有限元模型分析了桩长、桩径、桩体弹性模量和压缩模量等因素对单桩P－S曲线的影响,为桩基础的设计与施工提供依据。     

新填土性质对新旧路基变形的影响因素研究

为探究旧路扩建中新填土性质对新旧路基差异变形的影响,通过ABAQUS有限元软件建立旧路扩建模型,计算路基顶面的横向位移与竖向位移,并探究新旧路基差异变形特性,采用正交实验法对新填土重度、压缩模量、内摩擦角以及黏聚力共4种因素进行研究分析。结果表明:道路拓宽后,新旧路基坡脚下的地基均发生了相对集中的横向位移,最大横向位移产生在路基结合部处附近,旧路基会向上隆起,并且最大竖向位移发生在新路基中心靠近边缘的位置;填土性质对新旧路基横向与竖向位移影响的重要性顺序为:重度压缩模量内摩擦角黏聚力,因此,改扩建工程中,应在合理范围内选择重度较小、压缩模量较大的路基填土来减小新旧路基差异变形。     

考虑桩顶刺入变形的刚性桩复合地基桩土应力比计算

对荷载作用下刚性桩复合地基的变形特性进行了分析.在此基础上探讨了桩侧摩阻力与桩土相对变形的关系,进而根据桩-土-垫层变形协调条件,基于荷载传递法,引入"等沉面"概念,假定桩与桩间土均是理想线弹性体,等沉面上、下桩侧负、正摩阻力均沿桩长均匀分布,导得了刚性桩复合地基桩土应力比计算新公式,该公式综合考虑了桩侧正、负摩阻力,桩体上、下刺入变形以及桩径,桩长和土层性质等影响因素.最后应用所得公式对一个群桩复合地基试验的桩土应力比进行了计算,结果表明,当桩侧摩阻力充分发挥时,计算结果和试验结果较为接近.     

复合地基沉降计算中复合模量的探讨

复合模量作为复合地基沉降计算的一个重要参数指标被广泛运用,其值采用桩和桩间土压缩模量的加权平均法来计算。通过复合地基单桩的三维有限元模拟结果、相关理论以及工程实例,指明了加权平均法的不合理之处;并对复合模量的正确应用问题进行了探讨:利用复合模量提高系数计算复合模量或者采用平板载荷试验的变形模量代替复合地基的复合模量,这两种方法与实际结果具有较高的相符度,并且简便易行。     

水泥搅拌桩-网复合地基变形影响因素分析

双向水泥搅拌桩因其可充分利用地基土，对地基扰动小，可减少下卧层沉降，同时因加固形式多样，造价低廉，污染小，被广泛应用于滨海地区吹填土地基处理。双向水泥土搅拌桩与加筋褥垫层构成的复合地基，可以增强土体的抗剪强度，提高地基稳定性。由于复合地基承载力和变形特性受多种因素影响，其影响效果也有较大差异。为此，以唐山—曹妃甸新建铁路TCSG-3标段双向水泥搅拌桩-网复合地基为研究对象，运用PLAXIS有限元软件对其进行分析，结果表明:桩间土弹性模量的提高可有效控制复合地基沉降及侧向位移。     

刚柔性长短桩复合地基工程特性有限元分析

以邢衡高速公路一期工程为例，采用数值模拟的方法，对高速公路路基下刚柔性长短桩复合地基的桩土应力比和沉降变形的变化规律进行了研究。研究结果表明:桩间距、柔性桩桩长、下卧层土体变形模量对桩土应力比的影响较小，适当提高柔性短桩变形模量可增加柔性短桩的荷载分担比；适当减小桩间距和提高柔性短桩变形模量可在一定程度上减小路基的沉降变形；下卧层土体的变形模量对路基的沉降变形影响较大。     

许漯高速公路微型夯扩碎石桩加固路基变形的弹塑性分析

应用弹塑性有限差分法,考虑桩土相互作用及协调,建立许漯高速公路微型夯扩碎石桩加固路基的三维弹塑性有限差分计算模型,研究微型夯扩碎石桩加固路基的变形特性。分析了桩间土模量、桩长及面积置换率等参数的变化对复合地基沉降、桩端沉降及桩土应力比的影响。通过计算获得了微型夯扩碎石桩复合地基的沉降规律,为微型夯扩碎石桩加固高速公路路基的设计和沉降计算提供必要的前提条件。     

参数变化对多元复合地基承载力的影响

结合室内模型试验和理论研究成果,考虑土的弹塑性和桩、土接触的高度非线性行为,建立比较合理的多元复合地基数值模型;通过改变设计参数(桩径,桩长,桩模量,褥垫层厚度,褥垫层模量),对多层地基多元复合地基承载力作了较系统的研究,有利于推动多元复合地基工程设计及理论研究的发展。     

水泥搅拌桩在软土地基中的沉降分析

在复合地基工后沉降计算中,加固区域采用复合模量法;而下卧层则采用应力扩散法计算层顶附加应力,再用分层总和法计算沉降。同时利用计算结果分析路基工后沉降与桩长和压缩模量的关系。通过水泥搅拌桩软土地基的沉降和承载力计算,验证水泥搅拌桩处理软土地基的正确性、合理性。     

考虑桩体损伤的PHC管桩复合地基变形与稳定性分析

依托普洱车站软弱地基上的超高填方工程，采用ABAQUS中的混凝土损伤塑性模型构建了路堤荷载下考虑桩体损伤的PHC管桩复合地基的三维数值模型，探讨了PHC管桩桩体的变形特征，并根据边桩特征点的侧向变形分析其稳定性。结果表明:采用PHC管桩复合地基可显著控制路堤变形；且相较于常规的线弹性模型，采用混凝土损伤塑性模型可较好地反映PHC管桩刚度退化后的变形特征，并能合理确定PHC管桩复合地基的安全系数。     

柔性基础下刚性桩复合地基的工作性状

采用数值方法,考虑复合地基、垫层和基础之间的共同作用,对柔性基础下刚性桩复合地基桩侧摩阻力、桩身轴向应力、桩端刺入变形等工作性状进行了研究;讨论了基础弹性模量、基础高度、基础宽度、桩体弹性模量、置换率、土体弹性模量等因素对复合地基工作性状的影响;最后通过归一化分析提出了可反映基础相对刚度的量纲一的参数K,并讨论了不同基础相对刚度下桩端上刺变形的变化趋势。结果表明:基础弹性模量并不是区分柔性基础与刚性基础的惟一指标,采用"基础相对刚度"的概念比仅考虑基础自身刚度的概念更具有合理性。