夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基承載及變形性狀的試驗(yàn)研究.pdf

1、夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基具有造價(jià)低廉、施工簡(jiǎn)單、質(zhì)量容易控制等優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于我國(guó)北方地區(qū)軟弱土地基。但其理論研究方面的滯后，制約了夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基在實(shí)際工程中的應(yīng)用和發(fā)展。本次研究從夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基尚未深入開(kāi)展工作的工程特性入手，主要分析其承載和變形的特性。論文通過(guò)靜載荷試驗(yàn)，得到夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基樁和土載荷、沉降、應(yīng)力比的試驗(yàn)數(shù)值，據(jù)此分析不同載荷水平下，樁土分擔(dān)載荷、樁土應(yīng)力比、褥墊層作用、沉降變形等要素，總結(jié)夯實(shí)水

2、泥土樁復(fù)合地基的承載、變形特性。此外，論文根據(jù)現(xiàn)有復(fù)合地基理論得到夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基承載力和沉降變形的計(jì)算值，將理論值、實(shí)測(cè)值和Ansys計(jì)算值進(jìn)行比較，淺析復(fù)合地基沉降理論存在的不足，并舉薦有限元法進(jìn)行沉降計(jì)算。同時(shí)文中借助有限元軟件模擬復(fù)合地基的應(yīng)力場(chǎng)和位移場(chǎng)。通過(guò)將數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，得到不同載荷水平下，復(fù)合地基應(yīng)力場(chǎng)和位移場(chǎng)的變化特征。本文還進(jìn)行了樁長(zhǎng)對(duì)復(fù)合地基承載、變形影響的分析。在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、特征分析和數(shù)值模擬分

3、析之后，得出以下幾個(gè)方面的認(rèn)識(shí)： 1.夯實(shí)水泥樁單樁復(fù)合地基的樁土應(yīng)力比伴隨加載過(guò)程是不斷變化的，并有一個(gè)極值(nmax＜6.1)；隨著總荷載的增加，樁和土的分擔(dān)載荷同時(shí)增加。在總載荷p＜310kN時(shí)，樁和樁間土分擔(dān)的載荷曲線(xiàn)可近似為直線(xiàn)，總載荷p在300～400kN之間，樁和樁間土的分擔(dān)載荷曲線(xiàn)出現(xiàn)拐點(diǎn)，樁體分擔(dān)的載荷將出現(xiàn)驟然減少，樁身屈服破壞； 2.夯實(shí)水泥樁復(fù)合地基的變形特征說(shuō)明在低荷載下是加固區(qū)樁間土的壓縮變形

4、，在載荷達(dá)到一定程度時(shí)產(chǎn)生下臥層的壓縮變形，加固區(qū)的壓縮是夯實(shí)水泥樁復(fù)合地基沉降的主要因素； 3.目前夯實(shí)水泥樁復(fù)合地基的沉降計(jì)算方法和承載力的計(jì)算方法，由于具體場(chǎng)地的條件不同與現(xiàn)場(chǎng)原位實(shí)測(cè)值有誤差，通過(guò)有限元分析軟件Ansys適當(dāng)選取和調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)參數(shù)，可以減少這種誤差； 4.夯實(shí)水泥樁復(fù)合地基位移場(chǎng)具有如下特征：在低應(yīng)力水平作用下，樁和土能夠很好的產(chǎn)生協(xié)調(diào)變形，土體的位移變形呈沉降漏斗狀。隨著載荷的加大，位移變形的沉降漏

5、斗徑向變窄，樁體的位移加大；相比應(yīng)力場(chǎng)的變化情況是復(fù)雜的，復(fù)合地基在低應(yīng)力水平下，應(yīng)力分布比較均勻，在一般應(yīng)力水平下，復(fù)合地基的上部土體產(chǎn)生橢球的應(yīng)力區(qū)域；在高應(yīng)力水平下，在樁體的底部產(chǎn)生負(fù)摩阻力區(qū)域，隨著載荷的加大，負(fù)摩阻力區(qū)域逐漸減小至消失； 5.增加復(fù)合地基的樁長(zhǎng)可以一定程度提高復(fù)合地基的承錢(qián)力，但當(dāng)樁長(zhǎng)增加到一定程度時(shí)，隨著樁長(zhǎng)的增加，地基的承載能力增加的效果很弱。所以在工程設(shè)計(jì)中，采用合理的樁長(zhǎng)既滿(mǎn)足上部載荷的需要，又