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原文传递桩承式加筋路堤承载性状研究

论文题名：	桩承式加筋路堤承载性状研究
关键词：	软土地基;桩承式加筋路堤;地基处理;极限承载力;地基沉降;数值模拟
摘要：	桩承式加筋路堤作为一种较为新型的地基处理方法，在许多新建或改扩建高速公路工程中得到了广泛的应用。同传统的地基处理方法相比，桩承式加筋路堤能够有效减小加固区软弱土层的压缩变形及侧向滑动，从而有效地控制路基的沉降与差异沉降及侧向变形，做到快速填筑，缩短施工工期，特别适用于需快速施工或对工后沉降与差异沉降有严格要求的工程。但是桩承式加筋路堤涉及路堤、加筋体、桩（帽）和原始地基之间的相互作用，使得其承载性状变得十分复杂。研究相对滞后，目前尚未有相应的设计规范或成熟的设计理论，大多实际工程依靠经验进行设计，有时设计计算结果与工程实际情况存在较大的出入，容易引发工程事故。本文即针对某采用桩承式加筋路堤进行高速公路软基处理的失败案例展开分析研究，寻找产生问题的原因，并有针对性地进行方案优化。　　首先，在对以往学者研究成果进行调研学习的基础之上，选用较为成熟的理论方法对实际工程的沉降与承载力进行了分析。沉降计算时，通过路堤填土中的土拱效应、加筋体的拉膜效应、桩土间的共同作用及桩端持力层的支撑作用分别建立微分方程，并结合各部分交界处的应力和位移连续性条件，使用Matlab计算软件求解得到路堤沉降和桩土差异沉降及桩身轴力与桩侧摩阻力的数值与分布规律。承载力计算时，在传统复合地基承载力计算理论的基础之上，考虑了路堤填土压力及加筋垫层的增强作用，并得出各部分承载力的贡献值。　　其次，针对本论文的工程实例，采用岩土与隧道有限元专用软件MIDAS/GTS—NX建立三维计算模型，并与理论计算结果进行对比，验证建模与模型参数取值的合理性之后，针对实际工程中的问题，从路堤变形、桩土沉降、格栅拉力和桩身受力与变形四个方面进行分析，得出桩体荷载分担不够大，桩间土体承担过大的路堤荷载，加固区软弱土层产生过大的竖向与侧向变形，边桩承受过大的剪力和弯矩而出现毁桩。　　最后，就问题产生的可能原因，通过变换布桩方案，得出不同布桩方案下，路堤变形、桩土沉降、格栅拉力和桩身受力与变形的变化规律。通过对数值模拟结果的分析，提出优化方案:保持Ⅰ区桩间距不变，将桩径增大到0.4m，桩长增加到23m;保持Ⅱ区最外侧三排桩的桩径和桩长不变，将桩间距减小到2.0m;Ⅰ区与Ⅱ区过渡桩体桩间距为2.4m，桩径为0.3m，桩长为23m。
作者：	屈江龙
专业：	土木工程
导师：	张建龙
授予学位：	硕士
授予学位单位：	广东工业大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文