柔性基础下CFG桩复合地基工作机理探讨

为了清楚对于柔性基础下刚性桩复合地基的力学特性,通过理论分析了对柔性基础下的刚性桩复合地基在上部荷载作用下的荷载传递机理,将它考虑为由基础、垫层、土体、增强体、下卧层组成的系统进行研究,这些元素相互影响,相互耦合。研究了柔性基础的桩土应力比变化规律,研究表明与刚性基础相比柔性基础下桩土应力比要小得多,它随荷载增加先减小后增大呈波浪形变化,其研究成果可为路堤下复合地基设计提供有益参考。     

基于透明土技术的加筋地基模型试验

采用透明土技术,开展了5组不同筋材长度和加筋深度(层数)的加筋地基平面应变模型试验,以及1组无筋地基对比试验,以研究在条形基础荷载下加筋地基内部位移场演化及滑移破坏过程,并探讨其荷载—沉降特性.结果表明,加筋地基中的土体在基础沉降过程中,首先在加筋区的两侧底部非加筋区位置累积水平位移,并自下而上向加筋层扩展,致使筋材自下而上依次断裂,最终形成宏观剪切破坏面;加筋地基在基础沉降过程中形成两个应力扩散区,分别沿筋材弯折段和基础边缘向下扩展,前者扩散角是后者的2.5倍左右;加筋地基和无筋地基均表现为普朗特尔滑动破坏模式,加筋地基滑动面深度和宽度基本随加筋深度和加筋长度的增大而增大;当筋材强度不足时,加长筋材长度对加筋地基承载力的提高不起作用,而增大加筋层数对承载力影响显著.     

地基承载力国内外研究现状综述

随着我国公路建设的发展和公路等级的提高,出现更多的高填路基和桥梁涵洞,因此对高填路基和桥梁涵洞下地基承载力尤为重要.文章系统地介绍成层土地基承载力、承载力系数Nr、路基特性及加载面刚柔度对承载力的影响和非饱和土地基承载力的研究现状,可为地基承载力的研究、设计与施工提供一定的参考.     

超高填方荷载下刚柔组合桩复合地基的加固机理及其优化设计

以玉溪—磨憨铁路普洱车站的超高填方工程为依托,借助ABAQUS有限元软件,研究超高填方路堤荷载下传统刚性桩和柔性桩复合地基桩体的受荷模式及路基稳定性。传统的刚性桩复合地基路堤中心处PHC管桩,桩身所受剪力和弯矩较低,PHC管桩的抗弯性能、抗剪性能未得到充分的利用;而传统的柔性桩复合地基则表现为路堤边桩侧向变形大,桩体柔性弯曲明显,路堤安全性相对较低等特点。在确保路堤安全的前提下,提出一种兼顾工程成本的超高填方荷载下刚柔组合桩复合地基优化设计方法,即将刚性桩布置于潜在滑裂面剪入口或剪出口位置,其余位置布置柔性桩。并借助有限元数值模拟方法对其加固机理及效果进行分析。研究结果表明:当刚性桩布置在剪入口位置时,能显著减少路堤的侧向变形以及坡肩处路堤顶面的竖向变形,其存在可直接阻止潜在滑裂面的进一步发展和贯通;而将刚性桩布置在剪出口位置,亦能减少路堤的侧向变形,但效果并不显著;且其能分担剪出口处桩周土体所受的剪切应力,使其塑性区向四周分散。2种优化方案下路堤安全系数均较常规柔性桩复合地基安全系数有显著提升。     

含水率对花岗岩残积土承载力影响的试验研究

花岗岩残积土具有遇水软化的特性,其工程力学特性受含水率变化影响显著,如考虑不周会对基础设计造成不利影响。为了定量分析含水率变化对花岗岩残积土地基承载力的影响,采用室内试验与标准贯入试验,对比浸水前后的地基承载力,分析含水率对地基承载力的影响机制。结果表明:浸水条件显著增大了土体的含水率,含水率增量随深度的增加而显著减小,浸水对花岗岩残积土含水率的影响深度不超过2 m,含水率的增加降低了花岗岩残积土的抗剪强度及地基承载力,造成地基承载力损失率最高可达28.7%,地基承载力损失率随深度增加而减小。在基础设计时,应考虑含水率变化对地基承载力的影响,并根据工程要求确定合理的基础埋深。     

循环加载条件下吸力式沉箱基础极限承载力特性分析

循环加载模式下吸力式沉箱基础的拉拔承载性能目前尚缺乏合理的分析与计算方法.应用Andersen等对重力式基础及地基所建议的分析方法,将软土的循环强度与Mises屈服准则相结合,针对吸力式沉箱基础,采用大型通用有限元分析软件ABAQUS进行了三维拟静力有限元分析,确定了循环加载模式下吸力式沉箱的循环承载力及其破坏包络面,并与单调加载作用下沉箱基础的极限承载力及其破坏包络面进行了对比.结果表明,与单调加载情况相比,循环加载作用下吸力式沉箱基础的拉拔承载能力显著降低,而沉箱长径比对基础循环承载力降低效应的影响不大.     

柔性基础下复合地基理论在某事故处理中的应用

针对某钢厂原料场地基局部地段出现的问题,按刚性、柔性基础分别复核原设计的复合地基承载力,并按柔性基础下复合地基的荷载传递机理,分析事故原因:在此基础上,采用"半刚性垫层"、"长短桩复合地基"和"复合挡墙"3种措施进行二次加固.全过程监测结果表明:二次加固处理措施效果明显,原料场安全达到预定堆高;本工程处理方法对诸如深厚软土地区高填方的公路与铁路路堤、土石坝、原料场、储油罐等柔性基础下复合地基理论研究、工程设计和事故处理等有一定的参考意义.     

柔性基础下复合地基桩土应力比模型试验

在研制的模型箱内，应用PVC管件模拟桩体，气囊加载，应变片和压力盒测试应力，在不同地基土状态下，对柔性基础下复合地基的桩顶应力、桩间土应力、桩端承载力进行了测试，研究了不同工况下桩土应力比的变化规律，并与刚性基础下复合地基桩土应力比进行了对比分析，结果表明桩土应力比随着桩底持力层强度的提高而增大，随着桩间土密实度的增大而减小，随着上部荷载的增加而逐渐趋于稳定。     

碎石桩复合地基在大丽高速公路软土地基处理中的应用

大理至丽江的大丽高速公路位于云贵高原西北部,具有湖相沉积软土地基的特点,可采用碎石桩复合地基解决该类湖相沉积软土地基承载力的问题。结合现场勘测资料和室内试验数据分析了工程沿线地区湖相沉积软土的基本特性和碎石桩加固湖相沉积软土地基的效果;利用FLAC3D有限差分程序,采用复合模量均质法和群桩典型单元法建立模型对碎石桩复合地基进行了数值模拟。结果表明,路堤在这种柔性基础下,采用加设碎石垫层的碎石桩复合地基可以显著改善深厚软土地基的承载性能。     

沿海围垦区深厚软基路堤同体式刚柔组合桩现场试验研究

刚柔组合桩是一种新型的复合地基技术,是将刚性桩与柔性桩组合形成复合地基共同承担上部荷载的桩型。依托台州港临海(头门)港区疏港公路试验段,针对大直径双向水泥搅拌桩与预应力管桩同体组合的刚柔组合桩,对刚柔组合桩的桩身轴力、桩土荷载分担比、地表沉降、深层水平位移等进行了系统研究;并与排水固结法、水泥搅拌桩和直接堆载法进行了对比分析。通过试验研究得出以下结论:(1)刚柔组合桩中大直径柔性桩的荷载传递机制区别于其单独采用,桩体通长承载性能均得到充分发挥,且其设置方式有效减少了刚性芯桩的负摩阻力;(2)路堤填筑初期荷载主要由桩间土承担,且填筑期内桩间土压力逐渐向刚柔组合桩转移,然而路堤荷载较小时,荷载转移不明显;(3)与其他处理方式相比,刚柔组合桩复合地基的总沉降量和工后沉降量小,且沉降收敛快,沉降主要发生在路堤填筑期,刚性芯桩桩端沉降占总沉降的比例达63.9%。