碎石桩复合地基承载力瞬态面波测试技术研究

摘要

目前,关于复合地基承载力的检测方法有很多,但大多采用静载试验或原位测试方法获取复合地基承载力,费时费力,而且不能进行大面积、整体的检测和评价.因此本文建立了一种新的、快速的利用瑞雷面波检测复合地基承载力的方法.文章通过分析国内外标准贯入击数与剪切波速、标准贯入击数与变形模量、剪切波速与地基土承载力之间的关系模型,并考虑到地区性和土质类别的差异,分别选用日本公路桥梁抗震设计新规程模型(日本模型)、武汉地区模型、下辽河平原模型三种模型建立了新的桩土应力比计算模型——应用瑞雷波速求解桩土应力比之间的计算模型.文章结合实例对桩土应力比的影响因素进行了讨论,并重点分析了置换率、桩土模量比、碎石桩变形模量、桩间土瑞雷波速对桩土应力比的影响.分析表明:面积置换率对桩土应力比的取值影响不大,桩土模量比是影响应力比取值的重要因素.通过对17根碎石桩变形模量的研究发现,在施工质量得以保证的情况下,变形模量取值变化范围不大,对n的取值影响不大,对此我们给出碎石桩变形模量随荷载变化的关系模型.因此,桩间土的变形模量,即桩间土的瑞雷波速成为影响n取值的主要因素.根据复合地基承载力应力比计算公式,基于本文提出的应力比计算模型的基础上推导了瑞雷波速和碎石桩复合地基承载力之间的关系模型,建立了日本模型、武汉地区模型、下辽河平原模型三种模型的碎石桩复合地基承载力计算公式.为进一步对本文提出的计算模型进行检验,文章以廊坊市检察院办公楼、三河市华泰花园B座、三河市北关三个碎石桩复合地基场地为基础,通过和静载荷试验结果进行对比,对所建立的模型进行验证.实践表明:应用瞬态瑞雷波技术,通过快速检测桩间土的剪切波速,可以快捷全面地对复合地基的承载力进行检测和评价.通过与静载试验结果进行对比,证明了该方法的有效性,从而为复合地基的检测提供了一种新的途径.与静载试验、钻孔法等原位测试方法相比,瞬态瑞雷波检测复合地基技术具有成本显著降低、效率高、无破损等特点,可节省大量的人力物力,从而可以实现复合地基承载力大范围、全面的检测和评价,打破以往只能局部抽检的局面.

目录

文摘

英文文摘

符号说明

第一章绪论

§1-1课题的提出

§1-2瑞雷波的发展及应用研究

§1-3复合地基承载力计算发展及研究现状

§1-4本文主要研究内容

第二章场地土波速测试

§2-1弹性波理论概述

2-1-1固体中的弹性波

2-1-2饱和土中的弹性波

2-1-3弹性半空间在表面荷载作用下的波场

§2-2场地土波速测试

2-2-1钻孔法

2-2-2瑞雷波测试技术

2-2-3瞬态面波检测原理

§2-3本章小结

第三章碎石桩复合地基理论

§3-1碎石桩复合地基破坏机制

§3-2基承载力计算理论

§3-3本章小结

第四章桩土应力比分析研究

§4-1桩土应力比影响因素

§4-2桩土应力比常用计算方法

§4-3地基土变形模量的讨论

4-3-1土的变形模量Es与标准贯入击数N63.5关系模型的统计和建立

4-3-2标准贯入击数N63 5与瑞雷波速VR关系模型的统计和建立

4-3-3土的变形模量Es与剪切波速Vs的关系模型

§4-4碎石桩变形模量研究

§4-5桩土应力比计算新方法的建立

§4-6本章小结

第五章计算实例

§5-1试验情况概述

5-1-1检测数据：

5-1-2场地工程地质概况：

§5-2静载荷试验

5-2-1检测方法原理

5-2-2检测结果

§5-3瑞雷波法测试

5-3-1检测方法原理

5-3-2测试结果

§5-4静荷载试验与瑞雷波法测试结果对比分析

5-4-1瑞雷波检测碎石桩复合地基承载力模型的建立

5-4-2数据处理结果

5-4-2结果分析

§5-5本章小结

第六章结论

§6-1结论

§6-2展望

参考文献

致谢