褥垫层参数对CFG桩复合地基承载特性的影响研究

为研究褥垫层物理参数对CFG桩复合地基承载特性的影响,采用Midas/GTS建立了某工程CFG桩复合地基有限元模型,分析了不同工况下的地基沉降量和桩土应力比。研究结果表明,随着上部荷载的增大,地基沉降量和桩身应力比也呈增大的趋势,褥垫层能降低地基沉降量。垫层厚度越大,地基沉降量越小,桩土应力比越大;垫层模量越大,地基沉降量越小,桩土应力比越大。选择合理的褥垫层参数有利于调节桩土荷载分担比例,充分发挥地基承载性能。考虑经济效益和安全性能范围内,该工程褥垫层厚度宜取值为400 mm,模量宜取值70 MPa,实际工程的合理设计具有指导作用。     

饱和黄土地区CFG桩复合地基承载特性有限元分析

以西部管道工程兰州原油末站为工程背景，运用ANSYS有限元软件分别研究了不同荷载、褥垫层厚度、桩体模量及桩径对饱和黄土地区中CFG桩复合地基沉降的影响。结果表明:沉降随着荷载的增加而增大，桩间土荷载分担比随着荷载的增加逐渐减小，而桩荷载分担比逐渐增大；承台的沉降随褥垫层厚度增加略有增加，桩顶沉降却略有减小，且当褥垫层厚度相同时，桩土应力比随着荷载的增加而增大，在相同荷载下，桩土应力比随着褥垫层厚度的增加而减小，沉降与桩体模量的变化关系类似于玻尔兹曼函数；沉降随桩径的增大而减小。     

长短组合桩复合地基承载力特性研究

近年来,长短组合桩复合地基在地基处理技术中的应用越来越广泛。通过FLAC3D建立CFG桩-石灰桩复合地基数值分析模型,分析了不同的桩长、桩径以及褥垫层厚度等工况下多元复合地基沉降以及桩土应力比的变化规律。分析结果表明,相对于石灰桩而言,CFG桩的桩长以及桩径对复合地基的沉降以及桩土应力比的影响要更为明显;褥垫层能够显著地降低桩土应力比,减弱CFG桩桩顶的应力集中现象,并且存在着一个最佳的厚度。     

褥垫层厚度对复合地基CFG桩土应力比影响的试验研究

褥垫层厚度设置是否合理,对水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）复合地基的承载与变形特性将产生较大的影响。在江西某高速公路采用CFG桩加固软土地基试验现场,对不同褥垫层厚度工况下的桩土应力比进行了现场静载试验测试,并模拟各个工况对桩土应比和土体沉降进行了定量数值计算,研究结果表明：数值计算结果与实测值较为接近,具有相似的变化规律,在桩长和桩间距一定的条件下,桩土应力比随垫层厚度的增加而减小,但褥垫层超过一定水平,厚度对桩土应力比的影响较小。在路堤荷载作用下,当桩间距为1.5 m,褥垫层采用中粗砂时,厚度宜为30～40 cm。该研究成果可为该地区高速公路CFG桩加固软土地基的设计提供参考。     

复合地基工作性状影响因素分析

复合地基采用各种桩体作为增强体,使桩与土共同作用而提高天然地基的承载力。论文通过数值模拟的手段分析了桩身弹性模量、褥垫层强度及褥垫层厚度等因素对复合地基工作性状的影响程度,计算结果显示:桩身模量提高后其桩土应力比也随之增大;在一定范围内,随着褥垫层强度的提高,桩土应力比略有增加;褥垫层厚度在一定范围内增加能够迅速减小桩土应力比,相同褥垫层厚度对不同桩体的应力比调节效果存在区别。     

CFG单桩复合地基室内模型试验研究

利用几何相似准则,建立CFG单桩复合地基室内模型,通过平板载荷试验,分析不同褥垫层厚度在荷载作用下桩身轴力随深度的分布特征,总结了荷载沿桩身传递的一般规律,得出了桩身不同深度处桩侧摩阻力作用的发挥规律。并通过对比分析得出不同褥垫层厚度桩端阻力、桩土应力比随荷载的变化规律,进而为CFG桩复合地基在沿海地区吹填土加固中的广泛应用提供依据。     

CFG桩复合地基中褥垫层效应分析

针对褥垫层在CFG桩复合地基中发挥效应问题,在单桩复合地基载荷试验基础上,应用有限元方法研究了不同荷载条件下、不同厚度及刚度的褥垫层对桩土应力比的影响。研究结果表明:褥垫层厚度及刚度对桩土复合地基效果发挥均产生较大影响。褥垫层厚度存在合理范围,过薄及过厚都不利于桩土复合作用效果发挥。褥垫层刚度对复合地基的影响还受到上部荷载大小的影响。综合确定某具体工程用水泥级配碎石褥垫层厚度为0.6m时,桩土应力比值适中。通过分析试验结果和有限元模拟结果,确定CFG桩复合地基褥垫层厚度的适宜范围,从而为复合地基褥垫层设计提供相关依据。     

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。     

CFG桩复合地基褥垫层的设计机理

CFG桩复合地基是由桩、土和褥垫层三部分组成,其中褥垫层的设计是该复合地基的核心技术,它对复合地基的受力和变形具有重要的影响,而褥垫层的作用又与其厚度取值密切相关。利用Terzaghi极限承载力理论,简要介绍了CFG桩复合地基的作用机理,提出了合理的褥垫层厚度,最佳桩间距和桩土应力比的数学计算式,结合实际工程验证了计算结果的可行性,在褥垫层初始设计时能起到理论指导作用。     

长短桩复合地基桩土应力比的力学计算方法

通过分析柔性基础下长短桩复合地基中桩顶褥垫层内受力分布,建立了力学模型,理论推导了柔性基础下刚性长短桩复合地基桩土应力比的解析公式。并通过柔性基础下长短桩4桩现场静载荷试验测得的桩土应力比结果对公式进行了对比验证。结果表明本文所提出的桩土应力比理论计算公式具有较好的工程实用性。得出柔性基础下长短桩复合地基桩土应力比与上部荷栽和褥垫层厚度成正比,同桩径成反比的研究结论。     

基于MARC的CFG桩复合地基褥垫层有限元分析

依托某工程,运用MARC有限元分析软件,通过建立CFG桩复合地基有限元模型,分析了褥垫层在CFG桩复合地基中的作用。结果表明:褥垫层的设置可以调节CFG桩复合地基的桩土应力比,在一定程度上会影响CFG桩承载力的发挥和桩与土的沉降;结合分析结果和实际情况,建议褥垫层的厚度取0.3m,褥垫层的材料采用5～20mm粒径的碎石。     

桩承加筋路堤中褥垫层对桩土应力调整的影响分析

桩承加筋路堤中褥垫层对桩土应力的调整起了十分关键的作用。桩土应力比是桩土应力调整结果的直接表现,而路堤土拱效应以及褥垫层刚性承台效应对荷载调整作用正是桩土应力调整过程的体现。利用有限元对路堤荷载下PCC单桩以及加固范围内的土体进行了数值模拟。通过分析认为,褥垫层对桩土应力调整的过程和结果均会产生影响,随着褥垫层模量、厚度、粘聚力以及内摩擦角的增加,土拱效应虽会遭到削弱,但褥垫层刚性承台作用明显增强,最终导致更多的荷载转移到桩体上,桩土应力比增加。通过总结认为,改善褥垫层性质,加强其对桩顶局部压入作用的限制是保证桩体承担较多荷载的关键。     

褥垫层对刚性桩复合地基影响的数值模拟分析

在桩土复合地基中,褥垫层起着动态调节桩土应力比的作用,决定着整个体系的承载能力。本文基于某高速公路北延线佛山段路基工程条件,运用Plaxis有限元软件对褥垫层进行数值模拟研究,从褥垫层的作用角度分析褥垫层厚度和弹性模量的参数变化对复合地基的影响。明确有限元计算目的和方法,介绍Plaxis程序,给出有限元计算模型的建立过程,确定有限元计算方案,从变形和应力的角度分析褥垫层厚度和弹性模量参数变化对桩土复合地基的影响。     

刚性桩复合地基桩土应力比的时效分析及计算方法

为了研究考虑时效的刚性桩复合地基桩土应力比计算方法,首先对桩体承载力和桩间土排水固结理论进行分析,假设桩间土体为均质材料,且考虑土体沉降时忽略桩体的存在,考虑到刚性桩复合地基仅在竖向排水固结,采用太沙基一维固结理论,开展了对桩体应力和桩间土应力时效性的研究。选取单根桩和其四周加固区的土体作为一个计算单元体进行分析,基于荷载传递法,得到计算单元体各组成部分的沉降变形关系,从而推导出刚性桩复合地基中各个构成部位之间的变形关系表达式。之后将桩侧摩阻力分布曲线进行合理简化,得到桩体应力和土体应力随深度变化的表达式,再联合之前得到的变形协调方程,可解得桩顶部位桩体应力和桩间土应力,引入考虑时效性的桩土应力比修正系数,从而推得考虑时间效应后的桩土应力比计算式。最后在某工程中使用该方法对其进行了计算分析,得到不同地质条件下桩土应力比随时间变化的关系曲线。研究结果表明：刚性桩复合地基中桩土应力比具有较为显著的时效特性,在实际计算中不能忽视,桩土应力比时效特性表现为随时间的推移而增大,当桩间土地基压缩模量减小时桩土应力比增大,桩土应力比出现峰值时,刚性桩受力最不利,设计中应加以考虑,随后桩土应力比有所减小,最后趋于稳定。     

客运专线水泥土桩复合地基承载特性数值分析

采用数值试验的方法,对水泥土挤密桩单桩及单桩复合地基的承载特性进行了分析.分析了在整个加荷过程中单桩以及单桩复合地基荷载传递特性(桩身应力及桩身位移),同时分析了桩端土模量和褥垫层厚度及其变形模量对复合地基性状的影响,得出了一些有益的结论.     

桩-网复合地基性状影响因素三维数值模拟分析

利用Mdias-Gts软件建立三维桩-网复合地基模型,对影响桩-网复合地基性状的因素(包括桩体刚度、桩间距、褥垫层厚度、褥垫层弹模、土工格栅层数),分别进行数值分析研究,从沉降和桩土应力比两方面分析得出各因素对桩-网复合地基性状的影响规律及其影响程度,从而对桩-网复合地基性状作出全面分析。     

筒桩复合地基固结性状三维有限元分析

考虑了桩、土、土工格栅之间的相互作用及地基土体固结的影响,采用三维有限元方法研究了路堤荷载作用下,打穿软土层和未打穿软土层的固结特性、沉降特性和应力分布特性,并对桩长、桩间距等影响因素进行的分析。研究表明:应使桩长穿透软土可压缩层,以满足控制地基最大沉降量的要求;格栅最大拉应力分布于盖板边缘处,随着地基固结时间的增加,格栅拉应力逐渐增大;随桩间距的增加,复合地基桩端处超静孔压的消散速率变小,桩与桩间土的沉降加大;随着桩长的增加,下卧土层超静孔压消散速率明显加快;临界桩长范围内,桩长对地基沉降起控制作用。     

夯扩碎石桩群桩承载性状研究

对2个初始直径为0.76m、桩长为2.79m和5.10m的夯扩碎石桩群桩进行载荷试验,并采用三维拉格朗日有限差分程序建立数值模型,模拟其夯扩和载荷试验分级加载过程,并分析了桩土应力比、群桩效应和桩间土单元的应力路径。结果表明:数值分析很好地模拟了夯扩碎石群桩的夯扩过程,群桩夯扩成桩后最大垂直位移位于桩间土中心且表现为地面隆起;计算和实测的荷载-沉降曲线基本一致;2个不同桩长的夯扩碎石桩群桩在各级荷载下的桩土应力比都比较接近,其值在3.8～6.5之间;群桩效应跟桩长与承台宽度比L/Bc相关,群桩负效应随L/Bc的增大而减弱;2个不同桩长的群桩桩间土单元在夯扩过程中其水平应力大于垂直应力,单元应力处于临界破坏状态;夯扩作用在桩间土中产生预应力,提高了土体刚度和夯扩碎石桩的承载能力,靠近桩端的土体单元预应力受桩端夯扩效应影响而增大。     

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。     

CFG桩复合地基沉降数值模拟分析

利用大型通用有限元软件包ANSYS,建立了桩土相互作用的二维有限元和接触单元的非线性数值模型,得到了桩土沉降与荷载之间的关系,并与现场静载试验数据进行了分析比较,获得了褥垫层厚度及其压缩模量、桩和土体模量对桩土沉降的影响规律.该方法也为CFG桩复合地基设计提供了依据.