深厚層軟土路基樁網(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)地基沉降機理及計算方法研究.pdf

1、高速鐵路不僅要求路堤穩(wěn)定，而且對路基工后沉降的控制有極嚴格的標準?！缎陆〞r速200公里客貨共線鐵路設(shè)計暫行規(guī)定》、《時速250公里及以下新建客運專線鐵路設(shè)計規(guī)范》和《新建時速300～350公里客運專線鐵路設(shè)計暫行規(guī)定》明確規(guī)定：對有砟軌道，時速200公里和250公里，路基工后沉降不應(yīng)大于15cm和10cm，時速大于300公里，路基工后沉降不應(yīng)大于5cm?！犊瓦\專線無碴軌道鐵路設(shè)計指南》要求：對無砟軌道，路基工后沉降不應(yīng)大于15mm，這對

2、于沉降的控制提出更高的要求。樁網(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)作為一種處理深厚層軟土的方法，可以有效的控制路基工后沉降，節(jié)約成本，日益受到人們的重視。 樁網(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)應(yīng)用于高速鐵路深厚層軟土地基工程中，其設(shè)計有別于建筑工程，目前國內(nèi)還沒有規(guī)范可循，國外雖然存在相應(yīng)的規(guī)范，但根據(jù)各國規(guī)范計算所得結(jié)果差別較大，因而有必要對其適用性進行分析。 目前國內(nèi)外對于樁網(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)的作用機理都開展了研究，但對于樁網(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)中的樁帽的影響和作用機理，還缺乏系統(tǒng)的認

3、識。同時樁網(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)地基沉降還沒有符合作用機理的計算方法，只能借用建筑地基基礎(chǔ)的計算理論，因而有必要結(jié)合沉降規(guī)律和荷載傳遞規(guī)律，建立滿足樁網(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)作用機理的沉降計算方法。 本文針對上述問題，從數(shù)值模擬、現(xiàn)場試驗、理論分析等方面對樁網(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)的作用機理和沉降計算方法進行了研究和探討，本文主要研究工作如下： 1、通過數(shù)值模擬分析了樁網(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)的荷載傳遞規(guī)律和沉降規(guī)律，分析了樁間距、樁帽對荷載傳遞和沉降的影響。同時結(jié)合某典型

4、軟土地段分析了深厚層軟土地區(qū)樁網(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)對沉降和樁土應(yīng)力比的影響。 2、通過CFG樁網(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)現(xiàn)場試驗，分析了CFG樁網(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)沉降和荷載傳遞規(guī)律，為理論研究提供了依據(jù)。 3、通過實際工程分析比較了各國規(guī)范中作用在土工格柵上的荷載計算方法，結(jié)果表明德國規(guī)范計算的土工格柵上的荷載變化規(guī)律與實際相符，可以滿足作用在土工格柵上的荷載計算的需要。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)土工格柵的特性，將土工格柵簡化為膜，推導(dǎo)出彈性地基上膜的撓度

5、方程，進一步推導(dǎo)出考慮土工格柵作用的樁土應(yīng)力比和樁荷載分擔比的計算方法，并分析了樁間距、填土高度、土工格柵抗拉剛度、地基剛度對樁荷載分擔比的影響。 4、根據(jù)高速鐵路路堤設(shè)計荷載，建立了樁網(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)地基沉降計算模型。通過假定樁土界面摩阻力與相對位移為彈塑性關(guān)系；樁極限側(cè)摩阻力與樁側(cè)壓力成線性關(guān)系；樁端土符合Winkler地基模型，同時結(jié)合樁土相互作用機理，建立了協(xié)同作用基本微分方程，進而得到了樁網(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)樁、樁間土沉降解析解。并