剛性樁加固路堤穩(wěn)定分析方法研究.pdf

1、在軟土地基上修筑高速公路、高速鐵路路堤時,路堤穩(wěn)定性往往成為限制路堤填土高度和填土速度的重要因素。除傳統(tǒng)的砂樁、碎石樁外其他各種不同樁型如水泥攪拌樁、CFG樁、素混凝土樁、大直徑薄壁筒樁等已在路堤下軟土地基處理中得到了應用。這些其他各種不同樁型與砂樁、碎石樁在強度和剛度上有較大的差異。然而,這些不同樁型加固地基的穩(wěn)定分析均采用傳統(tǒng)的極限平衡法。
　　 已有的針對水泥攪拌樁加固路基的穩(wěn)定分析已經表明,運用極限平衡法進行穩(wěn)定分析,相

2、比強度折減數值方法高估了路基穩(wěn)定性。針對水泥攪拌樁加固地基的離心機試驗研究表明,地基中的水泥攪拌樁并非只發(fā)生剪切破壞,在很多情況下,彎曲破壞較剪切破壞更易于發(fā)生,根據樁彎曲破壞計算的穩(wěn)定安全系數能更好地符合試驗的結果,而采用樁體剪切破壞的穩(wěn)定計算結果高估了地基穩(wěn)定性。
　　 目前各種不同樁型加固地基的穩(wěn)定分析均采用極限平衡法,英國規(guī)范中提出了一種不同于極限平衡法的計算剛性樁加固地基穩(wěn)定性的方法,通過本文的分析,該方法也不能完全反

3、映剛性樁加固地基中樁的抗滑機理和破壞形式,需要對剛性樁加固地基的穩(wěn)定性進行針對性的分析。
　　 本文首先對文中數值計算中采用的“樁單元”模型進行了驗證,通過和參考文獻計算結果的對比,明確了“樁單元”參數取值對計算樁彎矩的影響規(guī)律。關于樁加固邊坡的穩(wěn)定分析已有較多的研究,因此本文對樁加固邊坡中加固樁位置、加固樁剛度對邊坡的變形、穩(wěn)定性的影響進行研究,進而有助于對位于路堤下不同位置單樁抗滑機理和破壞形式進行分析。并對路堤下單樁加固樁

4、位置及樁體剛度對路堤穩(wěn)定性的影響進行了研究。在單樁模型分析基礎上建立路堤下群樁加固路堤三維數值分析模型,對路堤下不同位置樁的抗滑機理和破壞形式進行分析,然后將樁加固路堤三維問題轉化為二維分析模型,根據樁發(fā)生不同破壞形式提供抗滑貢獻進行穩(wěn)定性分析。通過本文分析,素混凝土樁的彎曲破壞較剪切破壞更易于發(fā)生,按樁發(fā)生彎曲破壞,按樁發(fā)揮抗彎強度提供抗滑貢獻進行了樁加固路堤穩(wěn)定性分析。并按樁體彎曲破壞深度處樁體截面間摩擦力提供抗滑貢獻進行了穩(wěn)定性分

5、析,對英國規(guī)范中由加固樁體在滑動面處的軸力提供抗滑貢獻計算了樁加固路堤的穩(wěn)定性。在按樁不同破壞模式,樁按不同方式提供抗滑貢獻進行穩(wěn)定分析時,根據樁的抗滑貢獻計算樁的可使用抗剪強度,即根據樁所提供的抗滑貢獻計算其按發(fā)揮抗剪強度提供相同抗滑貢獻時的抗剪強度,稱其為可使用抗剪強度,該可使用抗剪強度可用于極限平衡法或強度折減數值方法穩(wěn)定性分析。
　　 實際工程中多在路堤底部與樁項之間設置墊層,在墊層中設置土工格柵,因此本文也對樁頂設置土