循环荷载作用下加筋碎石垫层-夯实水泥土楔形桩复合地基工作性状研究

摘要

加筋碎石垫层-夯实水泥土楔形桩复合地基技术，是近年来被提出来的一种新型软土地基加固方法。为揭示该新技术在循环荷载下的工作特性，本文采用模型试验与三维数值分析（FLAC3D软件）相结合的方法，从夯实水泥土桩–土接触界面摩擦特性、土工格栅加筋碎石垫层工作特性、地基土的动力特性、复合地基在循环荷载作用下的承载特性，以及复合地基应力场和位移场等5个方面，对循环荷载作用下加筋碎石垫层-夯实水泥土楔形桩复合地基的工作特性展开了系统的研究，得出了以下结论：　　1、夯实水泥土-土接触面的摩阻力随养护龄期的增长、土的含水量减少、水泥土水泥掺量增加而增大，并存在一个合理的水泥掺量。　　2、褥垫层能够通过调节荷载分布，来减小基础沉降。垫层并不是越厚越好，而是存在一个合理的垫层厚度；在垫层中加入土工格栅后，可以进一步减小基础沉降；在垫层厚度允许的情况下，土工格栅层数越多基础沉降越小。　　3、阻尼比?随着动应变的增大呈先增大后减小的趋势，并在最后保持稳定；随着动应变的增加以用围压的降低，土的动弹性模量越来越小，同时在动应变较小时，围压对土的动弹性模量的影响较显著；动强度随着振动次数增加而减小，且在振次较小时，动强度下降速度较快，随着振动次数的增大，动强度下降趋缓。　　4、在循环荷载作用下，循环荷载峰值、循环次数、有无格栅以及楔角大小等因素对复合地基沉降、桩-土应力比、桩身应变有较大影响；楔形桩的特殊形状，可以增强桩-土相互作用，减小复合地基沉降，增大桩-土应力比，减小桩顶应力与桩顶的应力集中，优化桩身应力分布，从而提高复合地基的承载力；当夯实水泥土楔形桩与碎石垫层形成双向增强体复合地基时，在垫层中加入土工格栅可以进一步提高复合地基的承载力。　　5、运用FLAC3D建立的复合地基模型模拟的结果与试验结果有较好的吻合性；通过对复合地基和桩体的应力场和位移场进行分析，进一步研究了加筋碎石垫层-夯实水泥土楔形桩复合地基在循环荷载作用下的应力分布特性和沉降变化规律，并进一步证实了夯实水泥土楔形桩的承载特性优越于等截面桩。

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第一章 绪 论

1. 1研究背景、目的及意义

1. 2国内外研究现状

1. 3本文的主要研究工作及技术路线 1.3.1主要研究工作

第二章 夯实水泥土桩–土接触界面摩擦特性研究

2. 1概述

2. 2模型剪切试验概况

2. 3试验结果分析

2. 4本章小节

第三章 加筋碎石垫层工作特性研究

3.1 概述

3.2 试验概况

3. 3试验结果分析

3.4 本章小结

第四章 土的动力特性三轴试验

4.1 概述

4.2 振动三轴试验概况

4.3 试验成果分析

4.4 本章小节

第五章 循环荷载下复合地基模型承载特性试验研究

5.1 概述

5.2 模型试验概况

5.3 循环荷载下复合地基沉降特性分析

5.4 循环荷载下桩–土应力比分析

5.5 循环荷载下桩身应变分析

5.6 本章小结

第六章 循环荷载下复合地基工作特性数值分析

6.1FLAC3D简介

6.2 计算模型

6.3 模拟结果分析

6.4 本章小结

第七章 结论与展望

7.1 结论

7.2 研究展望

参考文献

攻读学位期间取得的成果

致谢