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原文传递路堤荷载作用下CFG桩复合地基试验分析

论文题名：	路堤荷载作用下CFG桩复合地基试验分析
关键词：	道路路堤;路堤荷载;地基加固;复合桩基
摘要：	CFG桩复合地基处理技术，具有施工速度快、工期短、质量容易控制及工程造价低廉等优点。由于柔性荷载作用下复合地基承载特性及沉降特性与刚性基础下复合地基的使用情况有着较大的差异；因而，在目前中国客运专线在软土和松软土地基处理中大规模采用高强度桩复合地基技术的大环境下，开展柔性基础复合地基承载特性及沉降特性的研究具有重要的工程价值和理论意义。本文则主要针对路堤荷载作用下CFG桩复合地基工程特性方面进行了相关研究，所做主要工作及主要结论如下： ⑴选取典型断面，于试验现场埋设各种量测仪器和传感器对CFG桩复合地基基础的承载特性和变形特性进行测试，利用测试数据对现场CFG桩复合地基实际处理情况的深层侧向变形、沉降变形、桩身应变沿深度分布、孔隙水压在施工期间的变化规律、桩土应力比及桩间土的发挥系数等方面进行了分析，主要有以下结论：(1)超静孔隙水压的变化与路堤填筑的施工速率成正比，填筑速度快，则超静孔隙水压大，反之则小。(2)侧向位移增长速率与路堤填筑速率基本成正比；另外，可以利用侧向位移曲线的变化趋势来确定加固区设桩的影响深度、可以利用侧向位移曲线的变化线型来评估复合地基处理后的侧向稳定性等。(3)在路堤荷载的作用下，加固区桩身应变的最大值大致产生于距桩顶1/3桩长的位置。(4)复合地基沉降量和土工格栅的张拉应变量与软基的深度成正比，软基越深，沉降与张拉应越大。(5)土压力变化与荷载变化密切相关，荷载越大，土压力值越大，并在恒载期变化平缓。由于现场CFG桩复合地基中的桩体在施工时的成桩质量较差，导致桩土应力比随荷载填筑变化规律出现了异常情况。 ⑵利用西南交通大学的土工离心试验设备进行路堤荷载作用下高强度桩复合地基离心模型试验，分别为设置3倍桩径间距(M1)和5倍桩径间距(M2)两组，根据试验得到的数据对CFG桩复合地基在路堤荷载作用下的变形特性和受力特征进行了分析。主要结论如下：(1)地基变形随着桩间距的增大而增大，桩间距的变化对地基横向变形的影响尤为显著。两模型的地基加固区并没有受到剪切破坏。(2)路堤中心地表沉降随着桩间距的增大而增大。另外，M2的地基土工后沉降并没有得到有效控制。(3)复合地基中的土压力的增长速率并不是随着加载速率的增加而无限增长的，桩顶和桩间土的土压力变化是相互协调发展的。M1的复合地基处于稳定状态；M2的复合地基处于即将破坏的极限状态。(4)模型的加筋带沿线路横向位置是呈“M型”分布规律，这与高强度桩处理复合地基的良好的效果和其较大的刚度是相互联系的。(5)两模型的桩身受力沿桩长均大致的表现出先增大后减小的变化规律，最大值均出现在距桩顶21.5mm的位置。此外，随着桩间距的变大，桩身应变也表现出增长趋势。 ⑶通过比较分析两种桩间距情况下复合地基的处理效果，得出结论：当高强度桩复合地基的下卧层为较硬持力层时，宜设置3倍桩径的桩间距；另外，如果既要把桩间距变大，又要使复合地基稳定地发挥其承载力，于桩顶加设桩帽是一个很好的选择。 ⑷对复合地基沉降计算分析的现有成果进行了归纳分析，并对Mindlin解与Bousinesq解联合法计算复合地基沉降的计算方法进行了初步的讨论分析，得出了计算的基本思路。采用联合求解法概念明确，充分考虑了复合地基实际受力和变形特征；计算参数虽然较少，但若需要合理确定仍然需要大量试验和理论的支持。
作者：	黄晶
专业：	道路与铁道工程
导师：	罗强
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2008
正文语种：	中文