組合型復(fù)合地基加固機(jī)理及應(yīng)用研究.pdf

1、隨著我國高速公路的快速發(fā)展，有相當(dāng)數(shù)量的高速公路建設(shè)要在厚度大、壓縮性高、強(qiáng)度低、滲透系數(shù)低的軟土地基上進(jìn)行，因此高速公路建設(shè)面臨著更多的挑戰(zhàn)。高速公路的地基處理方法有許多種，目前常用的軟基處理方法主要為排水固結(jié)法(Drainage Consolidation)和水泥土攪拌法(Mixing method)。兩種方法各有其優(yōu)點(diǎn)，但也都有不可克服的缺點(diǎn)。排水固結(jié)法在上部荷載作用下能夠加快地基土固結(jié)和沉降的速率，而且成本較低；但是其加載速率慢

2、，且需要較長的預(yù)壓期，施工工期沒有保證。水泥土攪拌法能夠增加路基穩(wěn)定性，減小沉降，但是造價(jià)相對(duì)較高，且處理深度有限；在深厚軟土地基中如果水泥土攪拌樁不能打穿軟土層，則復(fù)合地基在預(yù)壓期內(nèi)很難完成預(yù)期變形量，處理效果不能令人滿意。為了解決以上問題，本文系統(tǒng)研究了將排水固結(jié)法與水泥土攪拌法聯(lián)合使用進(jìn)行軟基處理的方案，即形成了一種新型軟土地基處理技術(shù)-長板-短樁工法(D-M工法)。該工法將長度較短的水泥土攪拌樁與長度較長的塑料排水板聯(lián)合使用，既

3、增加了淺層地基的承載力，減小了沉降量，還增加了淺部地基的穩(wěn)定性，為加快施工速率提供了可能；同時(shí)，由于短樁的存在，樁體荷載傳遞效果明顯，樁端土層附加應(yīng)力增加，超孔隙水壓力增加。塑料排水板為地基土體中超孔隙水壓力的消散提供了排水通道，縮短了排水距離，尤其有利于加快深部土體的排水固結(jié)，從而減小了工后沉降量。
　　 本文針通過離心模型試驗(yàn)和三維數(shù)值模擬，對(duì)長板-短樁工法加固機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，全文主要內(nèi)容如下：
　　 (1)首

4、先對(duì)排水固結(jié)法和水泥土攪拌法的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了概述，并對(duì)兩種地基處理方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了評(píng)述，提出了利用長板-短樁工法處理高速公路下深厚軟基的建議，并對(duì)長板-短樁工法的設(shè)計(jì)思路與施工方法進(jìn)行了介紹。
　　 (2)對(duì)離心模型試驗(yàn)的研究現(xiàn)狀、試驗(yàn)原理及試驗(yàn)中的誤差進(jìn)行了闡述，對(duì)本次試驗(yàn)所用的TLJ-150型離心機(jī)進(jìn)行了系統(tǒng)介紹。
　　 (3)通過離心模型試驗(yàn)對(duì)長板-短樁工法復(fù)合地基進(jìn)行了系統(tǒng)研究。根據(jù)試驗(yàn)方案的不同，研究了不同工

5、況下復(fù)合地基的變形、變化規(guī)律，研究內(nèi)容包括了地表沉降、不均勻沉降、工后沉降、側(cè)向位移、樁土應(yīng)力比等對(duì)高速公路工程起控制性作用的指標(biāo)，并分析了樁長、樁間距等因素對(duì)這些指標(biāo)的影響，得到了一系列有意義的結(jié)論。
　　 (4)在離心模型試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)長板-短樁工法進(jìn)行了三維有限元計(jì)算與分析。根據(jù)樁長、樁間距等參數(shù)的變化，建立了不同工況下的有限元模型，并模擬離心模型試驗(yàn)中的分級(jí)加載方式，對(duì)模型地基進(jìn)行了固結(jié)分析。計(jì)算結(jié)果表明，三維有限元分