岸邊軟土區(qū)粘結(jié)材料樁復(fù)合地基承載特性及智能優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、在高速公路和鐵路的建設(shè)過(guò)程中，因穿越山谷、洼地、江河、湖泊、沼澤等軟土區(qū)而必將遇到大量岸邊軟土地基，表現(xiàn)為工程性質(zhì)差異明顯、均勻性較差、成因條件復(fù)雜等，且其最顯著特點(diǎn)為:岸邊軟土地基一般下臥有埋深相對(duì)較淺的傾斜硬土層。目前國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者針對(duì)下臥水平硬土層的岸邊軟土地基進(jìn)行了大量研究，而對(duì)下臥有傾斜硬土層的岸邊軟土地基，在理論研究、數(shù)值分析以及優(yōu)化設(shè)計(jì)方面的研究卻相對(duì)較少。
　　首先，本文針對(duì)高路堤荷載下帶帽粘結(jié)材料樁復(fù)合地基荷載傳

2、遞特點(diǎn)，將帶帽樁和樁帽下部分土體視為一種復(fù)合樁體，同時(shí)假定復(fù)合樁體間土體的位移模式，基于變形協(xié)調(diào)原理，并考慮高路堤填土的土拱效應(yīng)和樁帽間土體的成層性，建立了高路堤-復(fù)合樁體-樁帽間土體相互耦合的荷載傳遞模型，推導(dǎo)得到了高路堤荷載作用下帶帽粘結(jié)材料樁復(fù)合地基的樁土應(yīng)力比和樁土差異沉降計(jì)算公式，同時(shí)分析了樁長(zhǎng)、樁間土壓縮模量和樁帽截面尺寸等因素對(duì)樁土應(yīng)力比的影響。最后，本文采用復(fù)合樁體直徑影響系數(shù)λ來(lái)對(duì)樁體有效直徑的增大效應(yīng)進(jìn)行刻畫(huà)，計(jì)算結(jié)

3、果分析表明，λ取值在0.85～1時(shí)，計(jì)算得到的樁土應(yīng)力比與實(shí)際情況最為接近。
　　其次，為了研究下臥有傾斜硬土層的柔性樁復(fù)合地基的承載及變形機(jī)理，本文基于均勻設(shè)計(jì)原理進(jìn)行試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，并使用有限元軟件ABAQUS進(jìn)行數(shù)值模擬，從而獲得下臥有傾斜硬土層的岸邊軟土區(qū)柔性樁復(fù)合地基的承載機(jī)理及沉降特性，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回歸分析與方差分析，構(gòu)造出路堤頂面填土和地基頂面土體的最大差異沉降與最大沉降的回歸方程式，同時(shí)通過(guò)方差分析表來(lái)檢驗(yàn)回歸方

4、程式的可信度。此外，對(duì)樁頂?shù)某两捣治霰砻?，沉降量最小區(qū)域發(fā)生在軟土層最薄的一側(cè)。
　　最后，將粒子群算法引入到柔性樁復(fù)合地基優(yōu)化設(shè)計(jì)中，并對(duì)標(biāo)準(zhǔn)粒子群算法進(jìn)行了改進(jìn)，將自然選擇的機(jī)理與其進(jìn)行結(jié)合，得到了基于自然選擇的粒子群算法，從而提出了柔性樁復(fù)合地基改進(jìn)粒子群智能優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。并以水泥土攪拌樁的樁數(shù)量和水泥摻入比為設(shè)計(jì)變量，通過(guò)分析并確定相應(yīng)的約束條件，建立出水泥土攪拌樁復(fù)合地基優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型，最后以水泥土攪拌樁的總費(fèi)用為目標(biāo)