基于圆孔扩张理论的筋箍碎石桩受力变形计算方法研究

摘要

随着我国工程建设的高速发展，大量厂房、码头、路堤和大型油罐下的软弱土地基处理需要处理。筋箍碎石桩就是一种新型的复合地基处理方法，但因其受力变形机理复杂，设计计算理论尚有待深入研究。为此，本文在国内外已有研究基础上，结合国家自然科学基金项目“筋箍碎石桩复合地基承载机理及其设计计算方法研究”(项目编号:51208191)和“交通移动荷载下刚性桩复合地基承载机理及其受力变形分析方法研究”(项目编号:51478178)，通过理论分析和室内模型试验，针对筋箍碎石桩复合地基的受力变形机理及其设计计算理论展开较深入的研究，以期进一步促进这一技术的发展。
　　本文首先基于碎石桩复合地基国内外研究现状，总结了筋箍碎石桩复合地基常见的三种破坏模式，并分别探讨了柔性基础和刚性基础下考虑桩土共同作用的筋箍碎石桩受力变形机理，进而确定了基于 Vesic圆孔扩张理论的筋箍碎石桩受力变形分析研究思路。
　　其次，在 Vesic圆孔扩张理论的基础上，假定单桩影响半径处的土压力为静止土压力，结合拉梅公式和虎克定律获得了筋箍碎石桩扩孔半径的解析解，在此基础上考虑筋材与桩、土变形协调，得到了筋箍套筒对桩体提供的径向围限力，先根据被动土压力公式对可考虑筋箍套筒与桩、土协调变形的筋箍碎石桩复合地基极限承载力计算方法进行探讨，再基于桩体界面等应变假设对筋箍碎石桩复合地基的桩体沉降计算方法进行分析研究。
　　再次，在现有室内试验和理论研究的基础上，设计并完成了筋箍碎石桩复合地基的室内大比例尺模型试验，获得了普通碎石桩与筋箍碎石桩在不同荷载下沿桩身的鼓胀变形曲线，并通过试验实测结果验证了本文基于 Vesic圆孔扩张理论建立的受力变形计算方法的可靠性。
　　最后，选取两个筋箍碎石桩复合地基工程实例，用本文提出的筋箍碎石桩受力变形计算方法进行分析验算，并将结果与已有研究方法进行对比，在此基础上重点分析了桩体内摩擦角、土体内摩擦角和筋材刚度等参数对筋箍碎石桩复合地基最优加筋深度的影响，同时也分析了桩土应力比对桩体沉降的影响。

目录

声明

第1章 绪论

1.1复合地基概述

1.2 筋箍碎石桩复合地基受力变形研究现状

1.3 本文主要研究内容与工作

第2章 筋箍碎石桩复合地基受力变形机理研究

2.1概述

2.2 筋箍碎石桩复合地基破坏模式

2.3 筋箍碎石桩复合地基的加固机理

第3章 基于圆孔扩张理论的筋箍碎石桩承载力计算方法研究

3.1概述

3.2 计算模型和基本假定

3.3 筋箍碎石桩承载力计算方法

第4章 基于圆孔扩张理论的筋箍碎石桩沉降计算方法研究

4.1概况

4.2 计算模型与基本假定

4.3 基于圆孔扩张理论的沉降计算方法

第5章 筋箍碎石桩室内模型试验研究

5.1概述

5.2室内模型设计

5.3 试验操作步骤

5.4 试验结果分析

第6章 筋箍碎石桩工程应用实例

6.1工程实例1

6.2工程实例2

结论

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文