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采动区桥梁CFG桩复合地基抗变形研究
| 论文题名： | 采动区桥梁CFG桩复合地基抗变形研究 |
| 关键词： | 桥梁;CFG桩;复合地基抗变形;采动区 |
| 摘要： | 本文针对采动区柔性复合地基承载力低、抗剪能力弱的现状，提出将CFG桩复合地基技术应用到采动区地基处理中。以采煤沉陷区桥梁地基处理为研究背景，通过室内三轴试验与数值软件模拟采动影响，研究采动扰动影响下CFG桩复合地基的力学特性变化规律与影响因素，提出采动区不同土层采用CFG桩加固时承载力折减系数建议值，结合工程实践提出CFG桩复合地基抗采动变形设计方法。论文主要研究内容与成果如下： （1）分别通过侧向加载与侧向卸载试验模拟开采扰动应力路径，基于相似理论设计模型试验，得到采动扰动影响下CFG桩复合地基等效强度参数c、φ的变化规律。试验表明：扰动主要降低桩间土体强度参数，桩体未发生破坏，复合地基试样的破坏形式为刺入破坏；扰动影响下CFG桩复合地基等效粘聚力最大降低10.97%，等效内摩擦角最大降低9.8%，均发生在卸载扰动阶段；采动引起的侧向受拉变形对复合地基强度影响较大，且侧向变形对复合地基强度影响随埋深的增大而减小； （2）基于室内试验，采用ABAQUS建立复合地基数值模型，数值模拟侧向加载与卸载试验，考虑桩强度、地基土强度两个因素，研究采动扰动对CFG桩复合地基等效强度参数的影响及变化规律。结果表明：在桩布置形式相同时，同种土经不同强度桩加固后，复合地基等效粘聚力随桩身强度的提高而增大，采动扰动影响下，复合地基强度降低幅度随桩身强度的提高而减小；同种桩加固不同强度的地基土，复合地基等效粘聚力随土抗剪强度的增大而增大，采动扰动影响下，复合地基强度降低幅度随土强度的增大而减小；CFG桩复合地基抗变形能力随土体强度与桩体强度的提高而提升，桩身强度对复合地基抗变形能力的影响大于地基土强度； （3）提出采动区CFG桩复合地基设计中原地基土层承载力折减系数α建议值：软土层折减系数为0.80，粉质粘土层折减系数为0.85，粘土层折减系数为0.90； （4）采动区地基处理中可采用较高强度CFG桩进行复合地基加固，提升复合地基抗采动变形能力，在设计计算中需考虑采动变形进行参数折减；同时在地下采煤工作面推进时，在地基土侧向受拉变形阶段，需重点监测以保证CFG桩复合地基的安全使用。 |
| 作者： | 游庭旺 |
| 专业： | 市政工程 |
| 导师： | 王东权 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国矿业大学(江苏) |
| 学位年度： | 2022 |
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