柔性基礎(chǔ)下樁體復(fù)合地基性狀與設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、近年來公路和鐵路路堤、土石壩、堆場、儲罐等工程中樁體復(fù)合地基的應(yīng)用日益增多，人們發(fā)現(xiàn)其性狀與建筑工程中樁體復(fù)合地基的有較大差異。在這類柔性基礎(chǔ)下的樁體復(fù)合地基設(shè)計(jì)中，目前仍采用剛性基礎(chǔ)下樁體復(fù)合地基的設(shè)計(jì)理論，造成計(jì)算值與實(shí)測值差距較大，其結(jié)果偏于不安全．因此，開展柔性基礎(chǔ)下樁體復(fù)合地基性狀與設(shè)計(jì)方法的研究不僅具有理論價值，同時還有著廣闊的工程應(yīng)用前景，將具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
　　 在對柔性基礎(chǔ)下樁體復(fù)合地基的試驗(yàn)研究

2、、解析法研究和數(shù)值分析等方面現(xiàn)狀作了較詳細(xì)分析基礎(chǔ)上，本文主要作了以下工作：
　　 1)引進(jìn)“典型單元體”與“虛土樁”模型，將柔性基礎(chǔ)—墊層—復(fù)合地基—下臥層土體視為上下部共同作用的系統(tǒng)；引進(jìn)側(cè)阻分布函數(shù)和相對位移函數(shù)，統(tǒng)一了Alamgir型假設(shè)位移模式，從而可以考慮樁土界面之間存在相對滑移且同一水平面上地基土沉降不同；結(jié)合系統(tǒng)的荷載傳遞規(guī)律和樁土界面的理想彈塑性本構(gòu)關(guān)系，得到摩阻力發(fā)揮水平沿深度的分布，實(shí)現(xiàn)非直線型樁側(cè)摩阻力分

3、布模式；基于以上假設(shè)，得到了柔性基礎(chǔ)下樁體復(fù)合地基“虛土樁”單元體物理模型的彈性力學(xué)微分解答，并通過工程實(shí)例驗(yàn)證了該解析解的合理性。
　　 2)基于本文解析解和正交試驗(yàn)方法，探討了填土高度與模量、墊層厚度與模量、樁體置換率、樁徑、樁長、樁材模量、樁間土壓縮模量、下臥層壓縮模量等因素對等沉面和中性面位置、樁土應(yīng)力比或荷載分擔(dān)比等的影響，研究了典型單元體柔性基礎(chǔ)下樁體復(fù)合地基的工作性狀。
　　 3)基于三維有限元和正交試驗(yàn)方

4、法，分析了路堤寬度效應(yīng)、群樁效應(yīng)、墊層中的格柵加筋效應(yīng)以及填土的分層加載，通過基本算例，分析了系統(tǒng)總沉降、加固區(qū)與下臥層壓縮量、樁頂與樁底刺入量、樁身最大軸向應(yīng)力和樁側(cè)摩阻力、格柵受力等性狀；結(jié)合工程實(shí)際情況，著重探討了填土高度、填土寬度、格柵層數(shù)、樁材模量、樁體置換率、下臥層壓縮模量等6個因素對樁土應(yīng)力比或荷載分擔(dān)比、等沉面和中性面位置的影響，研究了分層堆填時柔性基礎(chǔ)下群樁復(fù)合地基的工作性狀，為柔性基礎(chǔ)下樁體復(fù)合地基的設(shè)計(jì)和實(shí)踐提供有

5、價值的參考。
　　 4)提出柔性基礎(chǔ)下樁體復(fù)合地基的設(shè)計(jì)思路，給出與荷載傳遞相關(guān)的土拱等沉面高度、中性面位置和樁土應(yīng)力比的確定方法，提出考慮上下部共同作用的柔性基礎(chǔ)下樁體復(fù)合地基承載力、穩(wěn)定性的驗(yàn)算方法和沉降計(jì)算方法；
　　 5)將柔性基礎(chǔ)下樁體復(fù)合地基的荷載傳遞規(guī)律和設(shè)計(jì)方法運(yùn)用于某原料堆場工程事故的原因分析，并按剛性、柔性基礎(chǔ)分別復(fù)核了原設(shè)計(jì)的復(fù)合地基承載力；以此為基礎(chǔ)，提出了“半剛性墊層”、“長短樁復(fù)合地基”、“復(fù)