碎石填芯钢管桩加固不同密实度土的震陷研究

摘要

液化地基的加固一直是地基处理中的难点问题所在，近年来地震时有发生，近日发生在日本熊本及大分两县的7.1地震已经造成多人遇难，同时也造成了重大的财产损失。由于地震的作用，地下水位上升，如果此时没有采取有效的预防液化土地基处理方案，地基极可能发生液化，造成的灾害无可估量，轻则房屋受损严重则造成人员伤亡。碎石桩消除液化已经有不少的研究成果，复合桩加固液化土地基的研究也已经应用到了实际工程中。但是在上部荷载下碎石填芯桩钢管桩复合加固液化土受密实度和桩数影响方面的研究还需进一步的深入。因此探究不同密实度和不同桩数对液化土体的作用具有一定的实际意义。
　　本文依托国家自然科学基金项目（51408393）“地震波作用下非饱和土中PHC管桩水平振动机理研究”，主要开展在上部5kg荷载作用下四桩加固模型、五桩加固模型、九桩加固模型在三种不同密实度即松散砂土（ρd=1.5g?cm-3）、中密砂土（ρd=1.6g?cm-3）和密实砂土（ρd=1.7g?cm-3）共九组实验，收集孔隙水压力、土层沉降速率、不同深度处土压力三种数据绘制曲线，整理分析发现：
　　（1）孔隙水压力：孔隙水压力的变化都是先上升后下降，及先达到峰值之后再逐渐消散。埋深越大孔隙水压力峰值越大，相同桩数孔隙水压力的峰值随着密实度的增加而减小，相同密实下随着桩数的增加孔隙水压力的峰值也相应的变小。
　　（2）土压力变化：土压力的减小值是随着埋深的增加减小值越多，土的密实度越大桩的数量越多，土压力的变化值越小；振动前后竖向压力随着埋深的均在逐渐增大，在振动荷载作用下同埋深处土压力均有减小。
　　（3）沉降量变化：密实度越大沉降量越小，表面沉降量最大，向下沉降量逐渐减小，表面的沉降量几乎是36cm处沉降量的两倍，桩的数量越多也能同时减小沉降量，但密实度太小或者太大的时候，增加桩的数量的效果不明显。当干密度为1.5g?cm-3和干密度为1.7g?cm-3时随着桩的数量的增大沉降量的差异不大，在干密度为1.6g?cm-3随着桩的数量的增加能够有效降低地基的沉降量，因此在液化土的加固过程中要考虑密实度与桩的数量之间的相互关系。
　　总之:碎石填芯钢管桩加固液化土地基不仅可以降低孔隙水压力还能够提高地基承载力，可以起到良好的加固效果。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 砂土液化研究概述

1.3桩体加固液化土研究

1.4 砂土液化的振动台试验研究

1.5选题意义及研究内容

第二章 试验设备概述

2.1试验系统

2.2 振动台设备介绍

2.3试验模型试验参数

2.4 传感器

第三章 模型试验的准备

3.1模型箱的制备

3.2试验用土与填芯钢管桩的制备

3.3试验分组

3.4模型装箱

3.5振动台的操控

第四章 试验宏观现象和结果分析

4.1四桩加固地基模型

4.2 五桩加固地基模型

4.3九桩加固地基模型

4.4 本章小结

第五章 试验结果综合分析

5.1孔隙水压力

5.2土压力

5.3沉降量

5.4 综合分析

5.5本章小结

第六章 试验结论和展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文