柔性荷载下桩承加筋土复合地基稳定试验研究及数值分析

摘要

桩承加筋土复合地基是以桩作为竖向增强体、以土工合成材料作为水平向增强体,两者协调共同工作的双向增强体复合地基。由于其在控制地基沉降,桩土差异沉降等多个技术经济方面的良好性能,近年来在软土地基处理工程中得到了广泛的应用。
　　 本文主要进行了以下几方面研究工作,并得到一些有价值的结论和成果:
　　 (1)对桩承加筋土复合地基的整体稳定性分析方法进行回顾总结,从理论上对其进行深入分析,同时提出了基于指标控制的桩承加筋土复合地基设计计算思路;
　　 (2)设计了柔性荷载作用下桩承加筋土复合地基稳定室内模型试验。根据多种方法计算复合地基的沉降并与试验量测得的柔性荷载作用下地基竖向沉降场进行对比.根据试验结果分析了复合地基的破坏滑移场和应力场,得到了加载过程中的桩身弯矩及桩土应力比的发展规律;
　　 (3)利用有限元软件Plaxis对柔性荷载作用下桩承加筋土复合地基稳定性影响因素进行模拟分析,研究各因素对复合地基稳定的影响程度,并将有限元模拟结果与试验结果相对比。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 前言

1.2 桩承加筋土复合地基简介

1.3 桩承加筋土复合地基工程应用

1.3.1 国外工程应用情况

1.3.2 国内工程应用情况

1.4 桩承加筋土复合地基研究现状

1.4.1 理论方面研究

1.4.2 试验方面研究

1.4.3 数值模拟方面研究

1.4.4 稳定性方面研究

1.4.5 设计方法方面研究

1.4.6 研究展望

1.5 本文研究内容

2 桩承加筋土复合地基稳定分析及设计方法

2.1 桩承加筋土复合地基作用机理

2.2 桩承加筋土复合地基失效破坏模式

2.2.1 地基使用破坏模式

2.2.2 地基极限破坏模式

2.3 桩承加筋土复合地基稳定性基本因素分析

2.3.1 土体抗剪强度理论研究

2.3.2 土工材料加筋作用研究

2.3.3 桩体竖向增强作用研究

2.4 桩承加筋土复合地基稳定性计算方法

2.4.1 英国规范法

2.4.2 公路规范法

2.4.3 复合强度指标法

2.5 稳定性数值分析方法

2.5.1 有限元法

2.5.2 边界元法

2.5.3 离散元法

2.5.4 无界元法

2.5.5 其他数值分析法

2.6 基于控制指标的桩承加筋土复合地基设计方法

3 桩承加筋土复合地基稳定模型试验

3.1 试验原理与试验目的

3.1.1 试验原理

3.1.2 试验目的

3.2 试验依据

3.2.1 相似试验理论

3.2.2 相似法则放宽

3.2.3 相似试验设计

3.3 试验装置及材料选用

3.3.1 试验装置

3.3.2 试验材料选用

3.4 试验量测设备及测点布置

3.4.1 试验量测设备

3.4.2 试验测点布置

3.5 试验方案

3.6 试验步骤

3.7 本章小结

4 桩承加筋土复合地基稳定模型试验结果分析

4.1 复合地基沉降分析

4.1.1 下卧层附加应力计算

4.1.2 复合地基沉降计算

4.1.3 复合地基沉降计算结果对比

4.1.4 复合地基加固区沉降场

4.1.5 复合地基沉降场

4.2 复合地基水平侧移场分析

4.3 复合地基位移场分析

4.4 复合地基应力场分析

4.4.1 桩土应力比

4.4.2 桩身弯矩

4.5 本章小结

5 桩承加筋土复合地基稳定数值分析

5.1 弹塑性有限元本构模型

5.1.1 屈服准则

5.1.2 流动准则

5.1.3 弹塑性刚度张量

5.1.4 平面下M-C准则与广义Von Mises准则转换

5.2 强度折减法评价稳定性

5.2.1 强度折减法计算原理

5.2.2 Plaxis强度折减的实现

5.2.3 Plaxis有限元软件余绍

5.2.4 模型背景

5.2.5 有限元模型建立

5.3 复合地基有限元分析

5.3.1 位移场分析

5.3.2 地基沉降场分析

5.3.3 水平侧移场分析

5.3.4 应力场分析

5.3.5 桩身弯矩分析

5.3.6 塑性点分布

5.4 复合地基因素稳定性分析

5.5 本章小结

6 结论与建议

6.1 主要结论

6.2 进一步研究建议

参考文献

致谢

个人简历及在学期间取得的科研成果

个人简历

已发表论文