岸邊軟土區(qū)帶帽剛性樁復(fù)合地基模型試驗(yàn)與理論研究.pdf

1、剛性樁復(fù)合地基在深厚軟土地基處理中的應(yīng)用日益廣泛。但由于剛性樁復(fù)合地基在較大荷載作用下，樁體易產(chǎn)生上刺和下刺現(xiàn)象，影響了地基加固效果。為此，工程中引入帶帽剛性樁，它不僅可減少樁的上刺現(xiàn)象，而且可很好地發(fā)揮樁間土的承載能力，從而大大改善了剛性樁復(fù)合地基的承載與變形特性。然而盡管帶帽剛性樁在國內(nèi)外的工程實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用，但是對于樁帽的作用機(jī)理以及荷載作用下帶帽剛性樁的承載機(jī)理的研究還處于初級(jí)階段。本文在國家自然科學(xué)基金“岸邊軟土區(qū)雙向

2、增強(qiáng)復(fù)合地基工作性狀及按沉降差控制智能優(yōu)化設(shè)計(jì)方法（51278186）”課題的資助下，從室內(nèi)模型試驗(yàn)以及理論分析兩個(gè)方面，對帶帽剛性樁復(fù)合地基加固岸邊軟土地基進(jìn)行了較為深入的研究。
　　在總結(jié)已有的帶帽剛性樁復(fù)合地基理論的基礎(chǔ)上，依據(jù)相似理論進(jìn)行室內(nèi)模型試驗(yàn)的設(shè)計(jì)，采用量綱分析方法推導(dǎo)得出帶帽剛性樁復(fù)合地基室內(nèi)模型試驗(yàn)相似準(zhǔn)則，確定室內(nèi)模型試驗(yàn)參數(shù)。通過對室內(nèi)模型試驗(yàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理，揭示了下臥傾斜硬土層帶帽剛性樁在荷載作用下樁

3、頂壓力的分布呈現(xiàn)中間樁體較大、兩側(cè)樁體較小的試驗(yàn)現(xiàn)象，并對樁土應(yīng)力比的分布情況進(jìn)行了分析；通過對帶帽剛性樁樁身軸力以及樁側(cè)摩阻力分布情況的研究，得出在樁帽以下的樁體存在負(fù)摩阻力區(qū)域，并在樁長約三分之一的位置出現(xiàn)基本不變的等沉面。
　　基于塑性極限理論的上限分析法，借鑒已有數(shù)值分析和室內(nèi)模型試驗(yàn)所揭示的帶帽剛性樁破壞模式，構(gòu)建了其運(yùn)動(dòng)許可速度場，并引入統(tǒng)一強(qiáng)度理論，根據(jù)能量平衡原理，導(dǎo)得了能考慮中主應(yīng)力影響的帶帽剛性樁極限承載力上限

4、計(jì)算公式。同時(shí)通過參數(shù)分析，得到了帶帽剛性樁極限承載力隨樁帽尺寸、土的粘聚力和內(nèi)摩擦角的變化規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)：考慮中主應(yīng)力影響的帶帽剛性樁的上限解較不考慮時(shí)有較大的提高，對于帶帽剛性樁承載力計(jì)算時(shí)，實(shí)際統(tǒng)一強(qiáng)度理論中反應(yīng)中主應(yīng)力影響的參數(shù)取0.1~0.2附近較為合理。帶帽剛性樁承載力隨著樁帽尺寸的增大而增大，且樁帽直徑與樁徑之比D/d＞2時(shí)，承載力增大趨勢較為明顯；承載力隨著土體粘聚力和內(nèi)摩擦角的增大而增大。通過與已有理論方法和試驗(yàn)結(jié)果對