桩承加筋土复合地基现场试验及有限元分析

摘要

桩承加筋土复合地基作为地基处理的一种先进技术，因其在控制沉降和差异沉降等多个技术和经济效益方面具有良好的表现在近年来得到了广泛的应用。 本文介绍了桩承加筋土复合地基的发展历史、工程应用、作用机理、现有计算方法及目前存在的问题。通过静载试验和循环荷载试验，研究桩承加筋土复合地基的工作性状。基于弹性地基理论和张拉薄膜理论，选取典型的“土工合成材料—桩—土”分析单元，利用Plaxis7.22D有限元软件，对试验过程进行模拟。 （1）通过静载试验，测得沉降、压力与土工格栅拉应力数据，并绘制曲线，进行分析。试验表明：桩承加筋土复合地基存在差异沉降，桩间土沉降为主要沉降；桩土应力比和土工格栅张拉力随着荷载的增加而增大，2000kN时，土工格栅开始进入良好的工作状态；土工格栅张拉力最大值出现在钻孔灌注桩外边缘，最小值在跨中。 （2）进行加—卸载试验，研究循环荷载作用下，复合地基的工作状态。试验表明：循环荷载增加了总沉降和差异沉降，提高了桩土应力比和土工格栅张拉力。 （3）使用Plaxis7.22D有限元软件，对现场试验过程进行模拟，并将有限元计算结果与试验结果进行对比，对比结果验证了有限元分析的可行性。

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致谢

第一章 绪论

1.1桩承加筋土复合地基的发展及应用

1.1.1桩承加筋土复合地基的发展

1.1.2桩承加筋土复合地基的工程应用

1.2桩承加筋士复合地基的研究现状

1.2.1桩承加筋土复合地基的理论研究

1.2.2桩承加筋土复合地基的试验研究

1.2.3桩承加筋土复合地基的数值分析

1.2.4研究存在的问题及方向

1.3本文研究内容

1.4本文研究思路

第二章 桩承加筋土复合地基现有理论和设计方法综述

2.1桩承加筋土复合地基的加筋机理

2.2桩承加筋土复合地基荷载传递机制

2.2.1土拱效应

2.2.2张拉薄膜效应

2.2.3应力集中效应

2.3桩承加筋士复合地基垫层的设计

2.3.1作用在加筋体上的竖向应力

2.3.2因竖向应力导致的加筋体张拉力

2.3.3因侧向滑移导致的加筋体张拉力

2.3.4土工合成材料所需锚固长度

2.4.桩土应力比

2.4.1荷载传递分析法

2.4.2饶为国计算法

2.5桩的设计

2.5.1桩间距和布桩区域

2.5.2约束土侧向位移的抗弯设计

2.5.3桩的承载力设计

2.6沉降计算

2.6.1 PWRC法

2.6.2饶为国计算方法

2.6.3 Ogisako法

2.7稳定性分析

第三章 现场试验

3.1试验内容

3.2试验场地工程概况

3.2.1工程概况与地质资料

3.2.2现场情况

3.3试验所用设备和测点布置

3.3.1试验所用设备

3.3.2试验现场测点设计方案

3.4桩承加筋土复合地基静载试验

3.4.1测点设备埋设

3.4.2静载试验及数据收集

3.4.3循环荷载试验

3.5试验结果整理

第四章 现场试验数据分析

4.1静载试验数据分析

4.1.1总沉降和差异沉降

4.1.2桩土应力

4.1.3土工格栅张拉力

4.2循环荷载试验数据分析

4.2.1循环荷载对复合地基沉降的影响

4.2.2桩土应力变化

4.2.3土工格栅拉应力变化

4.3小结

第五章 现场试验的有限元分析

5.1软件简介

5.2建立模型

5.3计算结果分析

5.3.1沉降与差异沉降分析

5.3.2桩土应力比分析

5.3.3土工格栅张拉力分析

5.4小结

第六章 结论与建议

6.1本文主要结论

6.1.1试验结论

6.1.2有限元分析结论

6.2进一步研究的建议

参考文献