疏桩路基中基底垫层设置效应分析

针对疏桩路基结构特点,对路基基底垫层作用效应进行了辨析,指出传统碎石垫层塑性流动特征不再适用于路基基础,提出灰土垫层应用于疏桩路基中的设想.采用路基-垫层双层体系模型,给出了考虑基底垫层作用效应的桩土荷载效应的计算方法,并对垫层的加筋兜提效应进行了分析.通过计算结果与工程实测结果的对比分析,验证了该方法的合理性;进而对碎石垫层、灰土垫层、加筋碎石垫层的作用效应进行了分析.结果表明,灰土垫层在桩体应力集中和抑制基底差异变形等方面都优于碎石垫层和加筋碎石垫层.同时,相比(加筋)碎石垫层,灰土垫层具有现场施工的便利性和经济的节约性,相对柔性路基基础的工程实践中可用灰土垫层取代传统碎石垫层或单层加筋碎石垫层.     

疏桩补偿软土地基附加应力场分析与应用

疏桩补偿软土地基中荷载传递规律复杂,地基土的附加应力场计算十分重要。文章考虑高速公路路基基底荷载作用效应的特点,采用弹性力学中Geddes解与Boussinesq解联合求解的方法,分析了疏桩补偿软土地基的附加应力场。计算表明,疏桩设置后的桩体应力集中效应,以及与之相关的基体应力扩散效应十分显著。根据桩端地基附加应力扩散效应明显减弱分布特征,建议软土地基中疏桩进入下卧良好土层的深度不少于十分之一桩长。根据该文的附加应力场计算方法,采用地基土压缩量累计沉降计算方法,分析了疏桩补偿软土地基的总沉降,为疏桩补偿软土地基沉降计算提供参考。     

柔性基础下刚性桩复合地基沉降计算

针对刚性桩复合地基中桩、土、垫层相互作用特点,通过拟合桩土单元体竖向相对位移分布函数,引入弹塑性荷载传递模型,并考虑桩体的上刺与下刺变形以及中性点和桩土界面变形协调,对桩土相对位移变形形式、桩侧摩阻力变化规律、桩端土反力模型作一定的简化,建立出刚性桩桩复合地基沉降计算的基本微分方程,进而提出了一种新的能考虑桩-土-垫层体系共同作用的柔性基础下刚性桩复合地基沉降计算方法。最后,采用该沉降计算方法对模型试验及工程实例进行分析。结果表明,柔性基础下与刚性基础下刚性桩复合地基变形模式与桩土应力比有很大的差异,沉降计算值及桩土应力比与实测值吻合较好,且该方法计算工作量小,能够对刚性桩复合地基沉降量计算提供参考。     

柔性桩承式加筋路堤荷载传递的改进

在文献[1]的基础上,考虑了柔性桩承式加筋路堤中加筋体上下摩阻力,然后对柔性桩承式加筋路堤的荷载传递的理论分析进行了改进,最后得到了桩土应力比和桩土差异沉降的计算式。本文理论计算值与工程实例实测值对应很好,且网上网下桩土应力比能反映出加筋垫层网材的拉膜效应作用。因此,本研究能为柔性桩承式加筋路堤的设计及施工提供一定的参考。     

桩土复合路基垫层剪切机理研究

针对桩土复合路基垫层在调节承载方面的特点,研究垫层的剪切受力特性,以解决桩土应力比、垫层变形问题。借助太沙基地基极限承载力理论,分析垫层剪切破坏特点,推导获得了剪切破坏角、极限桩土应力比、最佳桩间距的表达式。表达式说明:垫层承载的调节作用取决于垫层内摩擦角和刚度的取值;复合路基现场静载试验和实例计算均表明:表达式具有较好的适用性和可靠性。     

波纹塑料套管煤矸石CFG桩复合路基承载试验

CFG桩身外侧套上内径合适的波纹塑料套管形成统一整体,能较好改善耐久性和表面受力特性,采用理想弹塑性荷载传递函数,提出了一种竖向受荷桩顶荷载与位移比计算方法。在此基础上,依托某矿区周边CFG桩工程,按照相似理论设计完成天然路基、煤矸石CFG桩复合路基、波纹塑料套管+煤矸石CFG桩复合路基、土工格栅+波纹塑料套管+煤矸石CFG桩复合路基4组模型试验,得到复合路基在加载过程中的沉降、桩土应力比、土工格栅拉应变等变化规律,初步探讨波纹塑料套管和土工格栅对CFG桩复合路基受力特点和变形规律的影响。研究结果表明：波纹塑料套管包裹桩身,能提高复合路基承载能力,降低桩土应力比和桩土荷载分担比,其中桩土应力比峰值降低29.5%,桩土身荷载分担比峰值降低7.8%,桩端阻力比与荷载呈负相关,且荷载越高,相关程度越显著;土工格栅作用于碎石垫层,桩土应力比提升幅度为10.7%～23.5%,桩土荷载分担比提升幅度为2.9%～8.4%,路基整体沉降、桩端阻力比进一步降低;随着荷载不断增加,土工格栅拉应变提升幅度越来越快,其中桩顶土工格栅拉应变最大,四桩区域中心最小,验证了土工格栅的张拉膜效应。     

考虑桩土滑移的路堤下刚性桩复合地基沉降计算

为建立能考虑桩土滑移特性和桩间土非均匀压缩变形特征的路堤下刚性桩复合地基沉降计算方法,以均布荷载下等桩长刚性桩复合地基中单桩等效加固单元体为研究对象,基于桩土相互作用的上部负摩阻塑性区、中部协调变形弹性区和下部摩擦承载塑性区三区段模式,采用剪切刚度和极限摩阻力随法向应力变化的等单位长度极限剪切位移理想弹塑性模型,建立了弹性区非线性和塑性区非均匀的桩侧摩阻力分布模型;考虑桩土滑移特性及桩间土非均匀压缩变形特征,根据单元体桩土荷载传递微分方程,导出了表征路堤下刚性桩复合地基性状的沉降和桩土应力比的解析表达式,分析了路堤荷载及垫层柔度系数对沉降和桩土应力比的影响。研究结果表明:沉降随路堤荷载及垫层柔度系数的提高而增大;桩土应力比随垫层柔度系数的增加而减小,随路堤荷载的提高呈先增大后减小的变化趋势,据此提出了采用最大桩土应力比进行路堤下刚性桩复合地基承载力及沉降设计的技术原则。     

CFG桩复合地基桩土应力比简化计算

研究了CFG复合地基桩-土应力比的计算方法,既考虑桩顶刺入垫层和桩端刺入下卧层的情况,又考虑桩的负摩阻力,在此基础上建立了桩-土应力比的计算模型,导出了带垫层的刚性桩复合地基桩-土应力比的计算公式。通过工程实例验证了计算方法的合理性。     

柔性基础下减沉复合疏桩沉降性能研究

采用减沉复合疏桩进行软基处理能充分发挥桩间土体的承载力,有效控制工后沉降的同时节约了软基处理成本。预应力管桩作为一种常用的减沉复合疏桩,大量应用于目前高速公路桥头软基处理中。其沉降计算多采用复合模量法,无法准确反映路堤荷载下该桩型的承载机理,计算值与实测值存在较大差别。基于Mindlin应力解,得出了环形桩端均布荷载作用在地基内部任意点竖向附加应力系数的数值计算方法;得出了沿桩身三角形分布、沿桩周均匀分布侧摩阻力作用在地基内部时任意点土中竖向附加应力系数的数值计算方法。在此基础上建立了考虑桩身压缩量和实际截面形状的预应力管桩单桩沉降计算方法,进而建立了路堤荷载下预应力管桩复合地基的沉降计算方法。通过现场实测沉降数据验证了该方法的合理性。     

土工格室＋碎石桩复合地基桩土应力比分析

在对土工格室+碎石桩复合地基结构组成分析的基础上,深入剖析了土工格室+碎石桩复合地基的作用机理,并对该类复合地基桩土应力比的变化规律进行了探讨,对传统复合地基桩土应力比计算公式进行修正,导得了考虑土工格室加筋垫层作用和时间效应的桩土应力比计算公式.文末以某工程实例对本文计算方法进行了验证,并给出了相关影响因素分析.结果表明,本文桩土应力比计算方法可有效考虑土工格室+碎石桩复合地基的受力特点和固结特性,方便工程应用.     

刚性桩-半刚性桩-土工格栅增强路基承载及影响参数

刚性桩-半刚性桩-土工格栅是加固路基工程的一种有效方法,与传统桩网结构路基相比,桩-土相互作用更为复杂。为分析其承载特性,尤其是刚性桩桩身长度、桩径、桩间距和土工加筋材料及其种类对路基沉降和桩土应力比的影响规律,研究了复合路基加固优化设计方案,开展了在静力荷载下的室内模型试验和有限元方法理论计算。研究结果表明：刚性桩和半刚性桩的承载力均主要由侧摩阻力分担,但侧摩阻力发挥程度存在一定差异;路堤上部荷载在刚性桩-半刚性桩-土工格栅加固路基中沿中心桩体向边缘桩体传递,沿路堤行车方向向路堤横断面方向扩散;桩顶平面土体沉降在横断面上呈“W”分布,刚性桩能够显著减少其桩顶位置土体沉降量;在一定范围内,增加刚性桩的桩身长度、增大桩径、减小桩间距,能够减小7.12%～35.96%的路基土体变形和路基总沉降量,并提高路堤承载能力;在路堤中设置土工加筋材料,其与碎石垫层协同工作,可协调荷载在路基中重新分配,使其内部应力分布更为均衡;与土工格栅相比,土工格室具有三维立体结构,对减小路基内部土体沉降和调节荷载传递有更好的效果。在实际工程中,应根据上部荷载和地质条件,合理设计桩身长度、桩径和桩间距,选用合适的横...     

循环荷载下水泥土桩复合单元体变形特性及其地基长期沉降计算方法

对于软土地区的路基工程,若路基处理不当,在长期交通荷载作用下,容易导致服役期路面开裂、不均匀沉降等问题。水泥土搅拌桩法是软土地区最常用的路基加固方法之一。研究循环荷载下水泥土桩复合地基的变形特性,对于指导交通荷载下软土地基长期沉降控制具有重要意义。然而,现有研究主要集中在软土和水泥土单一介质,对于水泥土桩复合体的研究较少。通过开展水泥土桩复合单元体大型动三轴试验,分析围压、静偏应力和置换率等因素对水泥土桩复合体累积塑性应变的影响。研究结果表明：循环荷载下水泥土桩复合体累积塑性显著小于软土,且应变随围压、动应力比及静偏应力的增大而增大,随置换率的增大而减小;静偏应力的增加会导致复合单元体临界动应力比的减小。基于试验结果,建立了水泥土桩复合体长期沉降计算方法。结合现代有轨电车算例,分析交通荷载作用下软土路基以及经水泥土桩法处理后的路基长期沉降结果。计算结果表明,采用水泥土桩法可有效减小软土路基长期沉降。     

桩承式灰土路堤基底荷载效应分析

针对桩承式路堤结构的作用特点,基于Marston土压力理论,通过考虑填料粘聚力的柱面剪应力转移模型,对桩承灰土路堤基底荷载效应进行了研究;并结合Winkler地基模型提出了基底变形协调的荷载作用效应值迭代求解的方法.通过算例,对计算模型中剪应力修正系数β、填料粘聚力c、基底桩土刚度等因素进行了分析.结果表明:随着β、c...     

桩承加筋垫层复合地基桩土应力比分析

对带桩帽的桩承式复合地基水平加筋垫层进行受力变形分析,得出加筋体的挠曲变形量及筋材拉应力。在此基础上,视复合地基中竖向桩体和桩间土体为线弹性体,由静力平衡及变形协调条件,同时考虑筋材拉应力的作用,得到水平加筋垫层上下桩土应力比的计算方法。该方法能反映桩土间的差异沉降量、水平向加筋体抗力作用、桩间距、桩帽直径等因素对桩土应力比的影响。最后,采用该方法对某一现场试验结果进行分析,理论值与实测值吻合较好。水平加筋垫层的存在使复合地基桩土应力比增大,地基承载力提高,用文中方法计算桩承加筋垫层复合地基桩土应力比是可行的。     

路堤荷载下CFG桩复合地基沉降计算及应用

对路堤荷载下刚性桩复合地基桩土变形特点进行分析,针对前人桩间土位移模式存在的不足,提出了改进的位移模式;再对桩体和土体进行受力分析,在此基础上建立了路堤荷载下刚性桩沉降计算方法,该方法能同时考虑桩土相对滑移的因素和土体变形的非同步性;通过工程实例分析,表明了该方法的合理性与可行性。     

路堤荷载下CFG桩复合地基加固区沉降计算

在前人研究的基础上,通过对现有位移模式的改进,建立了考虑桩土相对滑移因素的CFG桩复合地基位移模式。通过对桩身及桩间土体的应力分析,联立相应的边界条件,进而得到了路堤荷载下CFG桩复合地基加固区沉降计算方法。最后,以某实际工程当中的复合地基为例,计算得到路堤荷载作用下该复合地基加固区沉降量,经对比分析表明：本文计算方法合理可靠,可以为实际工程提供参考。     

单桩竖向荷载-沉降曲线的能量法数值计算

为描述桩身与地基土的能量传递过程,建立了桩身单元的能量平衡方程及考虑桩身与土层能量传递过程的桩侧阻与端阻模型。将变形协调关系作为计算边界条件,得到了完整的基桩轴力、位移、侧阻及端阻计算方法。实例计算中,通过与实测工程基桩数据的对比,显示计算结果与实测曲线较为一致。结果表明,桩身能量平衡方程及反映桩土荷载-位移关系的侧阻及端阻模型能够正确描述桩、土之间的能量传递过程;该方法能够较准确的分析基桩在多层土地基中的工作性状,能够为相关工程实践提供相应的辅助资料。     

柔性基础下刚性桩复合地基沉降计算研究

通过深入探讨长短桩复合地基的作用机理,针对长短桩复合地基中桩、土、垫层相互作用的特点,在剪切位移法的基础上,引入Mylonakis&Gazetas的桩与桩、桩与土相互作用模型,同时考虑垫层作用的影响,导出长短桩复合地基计算时的桩-桩、桩-土以及土-土相互作用的柔度系数,提出了一种综合考虑桩-土-垫层体系共同作用的长短桩复合地基沉降计算的新方法,并编制了相应的计算程序;最后利用该方法对某工程实例进行分析,理论计算值与实测值吻合较好。     

竖向荷载作用下桩板结构仿真分析

桩板结构是一种新型路基基础工程。通过对桩板结构的三维有限元仿真分析,得出桩及承台板在上承结构无碴轨道和列车荷载作用下的应力分布及变形特性,为桩板结构的设计提供理论参考。     

路堤荷载下桩土复合地基性状分析

采用传递函数法和单元体相结合的方法研究路堤荷载下桩土复合地基的性状.首先,通过对土中的位移分布做适当的假设,推导得出了桩土复合地基性状的弹性解析解;然后,采用该方法分析了路堤刚度、桩土刚度比和桩长对桩土应力比的影响,以及路堤刚度对桩土相对位移和负摩阻力的影响,得到的规律与已有的认识较为统一;最后,用该方法对一高速公路搅拌桩复合地基桩土应力进行计算分析.结果表明:计算值和实测值吻合较好,该方法有较大的实用价值.