基于复合地基的花岗岩残积填土区DDC法的适应性研究

摘要

本文以广西区在建重大工业项目为工程背景，根据本研究区大面积花岗岩残积填土的工程特点，为此引入了一种技术先进、经济合理、安全可靠的地基处理方法-孔内深层强夯法(DDC法)地基处理新技术进行现场试验、室内试验及计算机模拟试验，以研究该方法在风化花岗岩填土区的适应性。论文论述了风化花岗岩的基本特性，并对DDC法的加固机理、优势、技术特征及现有计算理论进行了分析，论证了DDC法处理花岗岩残积填土的理论可行性。
　　针对地基处理的三个阶段（地基处理设计-事前估算、地基处理施工-事中控制、地基处理检测-事后检测），建立了一系列的定量公式对地基处理过程进行工程控制。
　　进行了多类型、多角度的现场试验（复合地基静载荷试验、单桩静载荷试验、桩间土静载荷试验、不同置换率～夯击能的现场试验、不同夯击能～夯沉量现场试验、动力触探试验），通过回归分析，修正了传统的复合地基承载力计算公式，建立了夯击能、夯沉量、动力触探击数与复合地基承载力修正公式的关系式。建立了复合地基承载力实测值与动力触探击数回归公式，除应用于浅部地基检测外，还可用于推求深部土层复合地基承载力。研究了DDC法动力固结稳定规律，为复合地基施工及承载力检测时间提供建议标准。
　　通过室内物理力学性质试验，对加固前后桩长范围内的挤密效果进行对比分析，填土的物理力学性质得到改善与提高。
　　利用有限元软件ABAQUS进行计算机试验模拟，桩土均采Mohr-Coulomb模型，并考虑桩的剪胀性，试验模型比较合理。通过计算机模拟试验，在施工前获得相关参数，除做到事前控制提高设计效率外，还可以对现场测试结果进行预测。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 项目来源及背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 复合地基的发展

1．2．2 孔内深层强夯法发展现状

1．3 本文的主要意义和内容

1．3．1 本文研究的意义

1．3．2 本文研究的主要内容

第二章 风化花岗岩基本特征

2．1 花岗岩的分布及时代成因

2．2 风化花岗岩的分类

2．3 花岗岩残积土与花岗岩残积填土的性质

2．3．1 花岗岩残积土的性质

2．3．2 花岗岩残积填土的性质

2．4 花岗岩残积填土工程特性及各处理方法的适应性比较

2．5 本章小结

第三章 孔内深层强夯法(DDC法)复合地基加固机理及计算方法分析

3．1 DDC法加固机理

3．1．1 孔内深层强夯法

3．1．2 孔内深层强夯法加固机理分析

3．2 孔内深层强夯法的技术特征

3．3 孔内深层强夯法与其它处理方法的比较

3．4 孔内深层强夯法碎石土桩复合地基承载力计算方法

3．4．1 碎石土桩的破坏模式及荷载传递规律

3．4．2 孔内深层强夯法碎石土桩极限承载力计算方法

3．4．3 孔内深层强夯法复合地基桩间土承载力计算方法

3．4．4 孔内深层强夯法碎石土复合地基承载力计算方法及讨论

3．5 本章小结

第四章 DDC法碎石土桩复合地基现场及室内试验

4．1 试验场地概况

4．2 工程地质条件

4．2．1 地形地貌特征

4．2．2 岩土层结构及其物理力学性质

4．3 现场试验

4．3．1 试验目的

4．3．2 试验内容

4．3．3 试验要求

4．3．4 试验结果及分析

4．4 复合地基传统计算公式的修正

4．4．1 DDC法的优势性分析

4．4．2 DDC法复合地基传统计算公式的修正

4．5 基于夯击能的复合地基承载力的回归公式

4．5．1 最优置换率下夯击能与复合地基承载力的回归公式

4．5．2 桩体夯沉量～夯击能～复合地基承载力回归公式

4．6 动力触探与承载力回归公式

4．7 DDC法碎石土桩复合地基室内试验

4．7．1 室内试验目的

4．7．2 试验土样的选取与制样

4．7．3 颗粒分析试验

4．7．4 击实试验

4．7．5 直剪试验

4．7．6 固结试验

4．8 DDC法地基处理的工程控制

4．9 本章小结

第五章 DDC法碎石土桩复合地基计算机模拟试验

5．1 计算机模拟试验目的与方法

5．2 ABAQUS有限元软件介绍

5．3 DDC法碎石土桩复合地基桩土模拟概况

5．3．1 桩和桩间土本构关系

5．3．2 桩土接触面处理

5．3．3 模型参数的选取

5．4 DDC法碎石土桩复合地基模型建立

5．4．1 基本假设

5．4．2 建模尺寸及单元划分

5．5 DDC法碎石土桩复合地基数值模拟分析

5．5．1 地应力平衡

5．5．2 复合地基两种本构关系下的承载力分析

5．5．3 桩体荷载分析

5．5．4 桩间土应力水平分析

5．6 DDC法碎石土桩复合地基桩土应力比分析

5．7 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 本文的研究结论

6．2 展望

参考文献

致谢