京沪高速铁路CFG桩复合地基刚性与柔性静载荷试验对比分析研究

摘要

水泥粉煤灰碎石桩(即CFG桩)是一种新型软弱地基处理技术，它具有地基承载力提高幅度大，沉降量小，沉降稳定快等特点，已广泛地应用于各种基础工程中。尤其是近年来，随着我国高速铁路的发展，CFG桩复合地基也成为高速铁路地基处理的重要形式。 CFG桩复合地基是一种刚性桩复合地基，其承载力和沉降采用静载荷试验确定。然而，目前普遍使用的CFG桩复合地基静载荷试验方法适用于工业与民用建筑的刚性基础，而不适用于高速铁路的柔性基础，所以急需找到新的静载荷试验方法。 本文概述了国内外CFG桩复合地基的研究成果，并分别介绍了CFG桩复合地基的加固机理以及承载力和沉降的计算方法。 本文在结合具体工程并采用国际大型有限元软件(ANSYS)进行计算分析的基础上，探讨了一种新的适用于高速铁路CFG桩复合地基的柔性静载荷试验方法。通过把数值模拟计算数据和现场试验数据进行对比，说明了新方法较之原方法的改进之处，得到了一些有工程意义的结论。 本文最后对高速铁路CFG桩复合地基的静载荷试验方法的进一步研究提出了一些建议。

目录

文摘

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致谢

第一章 绪论

1.1复合地基概述

1.2 CFG桩复合地基概述

1.3 CFG桩复合地基的研究现状

1.3.1理论方面

1.3.2试验方面

1.3.3数值模拟方面

1.4本论文的研究背景

1.5本论文的研究目的和思路

1.6本论文的研究内容和方法

1.6.1研究内容

1.6.2研究方法

1.7本章小结

第二章 CFG桩复合地基的理论概述

2.1 CFG桩复合地基的加固机理

2.2 CFG桩复合地基的承载力计算理论

2.3 CFG桩复合地基的沉降变形计算理论

2.4本章小结

第三章.CFG桩复合地基有限元分析

3.1有限单元法的基本原理

3.2 ANSYS软件的基本介绍

3.2.1 ANSYS软件的简介

3.2.2 ANSYS软件在桩土模型中的应用

3.3刚性荷载和柔性荷载应力-应变模型的建立

3.3.1几何模型的建立

3.3.2单元类型和应力-应变模型的选取

3.3.3模型参数的选取

3.3.4荷载分布和边界条件

3.3.5网格划分

3.3.6桩土接触单元设置

3.4有限元计算结果分析

3.4.1四种结构形式的应力计算结果分析

3.4.2四种结构的位移计算结果分析

3.5本章小结

第四章 CFG桩复合地基静载试验结果分析

4.1京沪高速铁路河北省青县试验段工程地质概况

4.1.1自然地理特征

4.1.2工程地质及水文地质条件

4.1.3试验段设计方案

4.2柔性静载试验方法介绍

4.2.1试验装置及布置

4.2.2观测装置及布置

4.2.3试验原理和步骤

4.3现场试验过程

4.3.1 226-2号桩第一种结构形式(桩+橡胶板)

4.3.2 220-2号桩第二种结构形式(桩+20cm褥垫层+橡胶板)

4.3.3 320-2号桩第三种结构形式(桩+40cm褥垫层+橡胶板)

4.4刚性与柔性静载荷试验数据对比分析

4.4.1刚性与柔性静载荷试验应力数据对比分析

4.4.2刚性与柔性静载荷试验沉降数据对比分析

4.5柔性静载荷试验不同结构形式数据对比分析

4.5.1柔性静载荷试验不同结构形式应力数据对比分析

4.5.2柔性静载荷试验不同结构形式沉降数据对比分析

4.6本章小结

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望及今后的努力方向

参考文献

作者简历