剛性樁復(fù)合地基褥墊層設(shè)置問題研究

1、l8￡6‘39AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterResearchonCushionofRigidPileCompositeFoundationBvYanJiang，一Supervisor：ProfJinchaoYueMajor：GeotechnicalEngineeringSchoolofWaterConservancyandEnvironmentApril

2、，2010]摘要捅斐隨著復(fù)合地基理論的不斷進(jìn)步，CFG樁等剛性樁復(fù)合地基得到了越來越廣的應(yīng)用，而褥墊層技術(shù)是剛性樁復(fù)合地基的一個核心技術(shù)，由于具有保證樁土共同作用、調(diào)整樁土荷載分擔(dān)比、減小基礎(chǔ)底面應(yīng)力集中、調(diào)整樁土水平荷載等多種作用，一直備受巖土工作者的關(guān)注，但目前褥墊層的設(shè)計主要是根據(jù)規(guī)范以及相關(guān)工程經(jīng)驗來確定，相關(guān)的理論研究具有諸多假設(shè)；室內(nèi)試驗又由于其尺寸、邊界條件等限制，不能完全模擬實際情況，因此，剛性樁復(fù)合地基褥墊層設(shè)置問題的

3、理論研究一直不太充分。在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，本文針對剛性樁復(fù)合地基褥墊層的厚度設(shè)置問題展開研究，主要工作如下：(1)首先分析了剛性樁復(fù)合地基褥墊層的研究現(xiàn)狀，指出了目前褥摯層研究中存在的問題，并對現(xiàn)有褥墊層破壞模式和合理厚度的研究成果進(jìn)行了詳細(xì)的討論，指出了其局限性。(2)利用大型數(shù)值分析軟件FLAC3D模擬了實際工程中的剛性樁復(fù)合地基載荷試驗，數(shù)值結(jié)果與實測結(jié)果吻合較好，證明了本構(gòu)模型和計算參數(shù)的選取是符合實際情況的，也驗證了FLAC3

4、D程序模擬剛性樁樁復(fù)合地基的可行性。(3)利用數(shù)值方法研究了不同樁土剛度比下剛性樁復(fù)合地基的樁土應(yīng)力比隨褥墊層厚度的變化規(guī)律。結(jié)果表明，褥墊層的厚度范圍并不局限于規(guī)范所規(guī)定的15一30cm，且天然地基土質(zhì)的軟硬程度對褥墊層厚度的設(shè)置有較大影響，褥墊層合理厚度的設(shè)置應(yīng)根據(jù)不同地質(zhì)條件進(jìn)行區(qū)分。(4)研究了不同褥墊層厚度下復(fù)合地基樁項荷載與沉降的關(guān)系曲線(NS曲線)，進(jìn)一步說明了調(diào)節(jié)褥墊層厚度可調(diào)節(jié)復(fù)合地基的單樁承載力，進(jìn)而對復(fù)合地基的設(shè)計

5、進(jìn)行優(yōu)化。(5)研究了復(fù)合地基樁徑的大小對樁土應(yīng)力比的影響。在樁長不變時，同一墊層厚度下，隨著樁徑的增大，樁土應(yīng)力比越來越??；不同樁徑下，樁土應(yīng)力比隨褥墊層厚度的變化趨勢也不盡相同，因此，墊層合理厚度的設(shè)置要考慮樁徑的影響，提出以墊層厚度與樁徑的比值來作為衡量樁土應(yīng)力比的標(biāo)準(zhǔn)。(6)通過工程實例，介紹了褥墊層厚度優(yōu)化剛性樁復(fù)合地基設(shè)計的具體實施過程，驗證了此方法的可行性。關(guān)鍵詞：剛性樁復(fù)合地基；褥墊層厚度；樁土應(yīng)力比；優(yōu)化設(shè)計；數(shù)值仿真