復(fù)合地基墊層變形協(xié)調(diào)工作機(jī)制與性能評(píng)價(jià).pdf

1、墊層變形及應(yīng)力協(xié)調(diào)是復(fù)合地基工作的核心問(wèn)題。為了探究復(fù)合地基墊層的工作機(jī)理，本文采用課題組自制的多陷阱門(mén)模型試驗(yàn)箱裝置，選用兩種不同粒徑的砂料進(jìn)行了6組模型試驗(yàn)。采用DEM離散單元法對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值模擬，對(duì)模型試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。選取上部荷載P、墊層厚度H、樁間凈距(s-a)、樁體寬度a4個(gè)因素，進(jìn)行了4個(gè)不同水平下的數(shù)值正交試驗(yàn)，對(duì)復(fù)合地基墊層演化模式及樁土應(yīng)力比變化規(guī)律進(jìn)行探討，并對(duì)基礎(chǔ)底板反作用進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。嘗試提出墊層變形協(xié)調(diào)指標(biāo)，對(duì)

2、墊層的變形協(xié)調(diào)能力進(jìn)行評(píng)價(jià)。通過(guò)模型試驗(yàn)與DEM數(shù)值模擬試驗(yàn)分析，獲得的主要成果如下：
　?。?）通過(guò)運(yùn)用PIV技術(shù)對(duì)復(fù)合地基墊層顆粒進(jìn)行監(jiān)測(cè)，揭示了不同樁間活動(dòng)擋板下沉量下的墊層顆粒位移等值線圖。試驗(yàn)位移圖揭示出墊層顆粒位移存在三種模式。當(dāng)墊層厚度較小時(shí)，樁頂顆粒位移較??；隨著墊層厚度增加，三角形的滑移面出現(xiàn)并隨樁間土下沉產(chǎn)生擴(kuò)展，樁頂出現(xiàn)倒楔體區(qū)域；墊層厚度較高時(shí)，三角形滑移面不再擴(kuò)展而在滑移面頂部出現(xiàn)等沉面；
　?。?

3、）由模型試驗(yàn)樁土應(yīng)力比曲線可以看出，活動(dòng)擋板未移動(dòng)時(shí)，樁頂與樁間受力均勻；活動(dòng)擋板一旦下移，樁土應(yīng)力比在較小的下移量下迅速上升達(dá)到峰值；
　　（3）采用2D DEM對(duì)模型試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值模擬，通過(guò)與模型試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)照，DEM離散單元法與模型試驗(yàn)結(jié)果能夠很好的吻合，驗(yàn)證了數(shù)值模擬與細(xì)觀參數(shù)取值的合理性；
　?。?）采用4因素4個(gè)水平正交數(shù)值試驗(yàn)對(duì)復(fù)合地基墊層進(jìn)行模擬。得到的3種墊層變形演化形態(tài)與模型試驗(yàn)基本相同：三角滑移面演化模式、

4、等沉面模式以及架空模式。三角滑移面演化模式的樁頂之間形成了完整的力鏈橋，等沉面模式樁頂之間、樁頂與樁間土之間形成力鏈網(wǎng)絡(luò)，架空模式荷載直接通過(guò)樁頂墊層顆粒傳遞，將基礎(chǔ)底板架空；
　?。?）對(duì)墊層變形協(xié)調(diào)能力提出了兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，即墊層總體積變化率V和墊層顆粒體積變化率V1。將墊層體積變化率與樁間土下沉量曲線的斜率K作為墊層變形協(xié)調(diào)能力判別值，對(duì)于平面應(yīng)變條件，當(dāng)K處于[0.105，0.214]區(qū)間，可認(rèn)為復(fù)合地基墊層變形協(xié)調(diào)能力良好