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原文传递路基荷载作用下长短桩复合地基室内模型试验及数值模拟研究

论文题名：	路基荷载作用下长短桩复合地基室内模型试验及数值模拟研究
关键词：	路基荷载;长短桩复合地基;室内模型试验;数值模拟
摘要：	从目前的工程运用情况来看,复合地基技术在软土分布地区得到广泛地应用。随着其技术的不断发展、理论不断完善,对桩体在复合地基中的荷载传递机理、变形控制、应力场以及位移场特性的深入研究,出现了由不同类型(或同种类型不同长度)的桩的组合形式所形成的复合地基,其中定义由不同长度的桩体组合而形成的桩体复合地基是长短桩复合地基。　　长短桩复合地基是近几年发展起来的一种新型的地基处理方式,由于其对复合地基沉降,尤其是不均匀沉降具有良好的处理效果,并且能够产生良好的经济效益和社会效益,已经在民用建筑、软土地区高等级公路、铁路建设等工程项目领域得到了良好的运用。但是目前对于长短桩复合地基的理论研究工作还不足,而且工程实践经验也较匮乏。为了使长短桩复合地基技术能够更好地服务于软土地区高等级公路、铁路的建设,有必要更加深入地研究长短桩复合地基的性状。本文正是基于此目的,开展有关长短桩复合地基研究工作,并得到以下有关研究成果: 　　首先对长短桩复合地基研究现状进行整合和归纳,从现有长短桩复合地基沉降计算理论出发,对比这些方法的优缺点,总结不同条件下不同计算方法的使用的适用条件及适应性。　　其次,依照高速铁路柔性荷载下长短桩复合地基原型,结合相似理论,设计并制作了室内试验模型,对路基柔性荷载作用下长短桩复合地基工程性状进行分析,并且按照设计的室内模型试验方案进行试验。　　通过改变短桩桩长,分析该因素对长短桩复合地基的影响,分别分析了在不同长短桩桩长比n的条件下,长短桩复合地基承载力、沉降、长桩和短桩桩身应力、长桩和短桩桩土应力比、长桩和短桩桩土荷载分担比等性状的变化规律。　　室内模型试验研究结果表明:随着短桩桩长的增加复合地基沉降不断减少,当荷载达到100kPa,n=0.5时长桩承担了总荷载的55.7％,短桩承担了15.4%,桩间土承担了28.9%;n=1时,短桩承担了27.5%的荷载,此时长桩承担了45.3%,桩间土承担了27.2%。从室内模型试验结果来分析应力分担比随长短桩桩长变化而变化规律,在拟处理地层厚度和长桩长度一定条件下,短桩长度存在一个最优值。　　再次,在室内模型试验的基础上,采用数值模拟方法研究了长短桩复合地基应力分布及沉降变化规律。　　通过建立路基柔性荷载作用下长短桩复合地基MIDAS/GTS模型,分别考虑短桩刚度变化、存在浅层持力层以及不存在浅层持力层等因素对长短桩复合地基处理效果的影响。数值模拟计算结果表明:各工况沉降值分别为71.13mm,62,22mm,57.03mm,46.11mm,28.94mm,23.17mm;不同工况计算对比分析显示,浅层持力层、短桩刚度的大小与长短桩复合地基沉降有较大的关联。
作者：	陈阳
专业：	道路与铁道工程
导师：	黄志军
授予学位：	硕士
授予学位单位：	兰州交通大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文