桩网复合地基土工格栅加筋效应的试验研究

以遂渝铁路松软地基为工程背景,原位测试了铺设与不铺设土工格栅两种情况的粉喷桩复合地基的剖面沉降、桩顶和桩间土的土压力、土工格栅拉力。分析结果表明:桩顶和桩间土的土压力与填土高度成正比,铺设土工格栅能有效改善附加应力的传递,提高桩土应力比,粉喷桩 土工格栅加筋垫层复合地基的桩土应力比为3.75。土工格栅的拉力与沉降成幂函数关系。分析结果对的粉喷桩桩网复合地基设计有重要参考价值。     

基于复合地基载荷试验的土工格栅加固分析

对土工格栅的功能与工作机理进行了分析，通过在载荷试验中桩顶盒桩间土的位置铺设土工格栅，在土工格栅的上下层埋设土压力盒来了解土工格栅对桩土应力的影响。通过对桩土压力数据进行处理，分析了土工格栅的作用机理与加固效果。     

土工格栅对复合地基桩土应力比的影响

土工格栅 +管桩应用于高速公路的软基路堤 ,其工作机理复杂。本文通过在试验段设置三个不同断面。从实测桩土应力分析了土工格栅对桩土应力比的作用机理 ,了解其变化规律 ,并通过理论推导出土工格栅作用下的桩土应力比的数学表达式     

不同型式复合地基试验对比分析

基于相似理论,设计并完成了土工格室加筋垫层、砂井、散体材料桩、柔性桩等九组复合地基模型试验,并对其加固效果进行对比分析,分析结果表明：水平加筋垫层的设置可扩散上部荷载,提高复合地基承载力,土工格室的加强效果优于土工格栅;桩体复合地基须考虑群桩效应的影响,其承载能力明显好于加筋垫层复合地基;不同加载范围下桩和土体的承载能力发挥程度不同,单桩加载下桩体承载能力发挥较三桩、七桩加载时大,碎石桩桩顶桩土应力比>碎石桩+土工格栅>碎石桩+土工格室,而柔性桩+土工格室的桩顶桩土应力比>柔性桩+土工格栅>柔性桩;砂井和各种型式的碎石桩复合地基桩底桩土应力比在1左右,各种型式的柔性桩桩底桩土应力比较大,最大达24;软基浅部较深部孔隙水压力大、消散速度快;桩体复合地基孔隙水压力较土工格室复合地基和软土地基小,砂井和碎石桩复合地基的排水速度明显快于柔性桩复合地基。     

多层加筋垫层刚性桩网复合地基的承载特性

为研究多层加筋垫层刚性桩网复合地基的承载特性,将设置有多层土工格栅的加筋垫层视为大挠度薄板进行分析,运用层合板理论,模拟多层土工格栅与碎石垫层之间的相互作用,建立加筋垫层抗弯刚度矩阵的计算方法。考虑刚性桩网复合地基的三维应力和位移边界条件,根据静力平衡条件,建立加筋垫层应力函数和挠度微分控制方程,并利用伽辽金方法进行求解。在此基础上,利用Winkler地基梁理论和大挠度薄板理论对桩土应力比和格栅拉力进行计算。最后,运用实际工程对计算方法进行验证,并综合分析格栅总层数、铺设间隔和位置等因素对桩土应力比及格栅拉力的影响。研究结果表明:理论计算结果与实测结果较为吻合;随着格栅总层数的增大,桩土应力比增大而格栅拉力降低,铺设2～3层格栅效率最高;随着铺设格栅间隔和底层格栅距桩帽距离的增大,桩土应力比降低,而格栅拉力增大。     

柔性桩承式加筋路堤桩土应力比分析

针对柔性桩承式加筋路堤,建立了路堤–网–桩–土相互协调共同工作的荷载传递模型,通过改进的路堤荷载传递模型和假定的柔性桩侧摩阻力分布模式分析了路堤土拱效应和桩土相互作用,根据平衡条件推导获得了新的可以考虑土拱效应、拉膜效应和桩土相互作用三者耦合条件下桩土应力比及桩土差异沉降计算公式。通过工程实例的分析计算,验证计算模型的合理性,并分析了各因素与桩土应力比的关系。结果表明：网上、下桩土应力比均随路堤填土内摩擦角的增加先增大后减小,随桩体压缩模量、路堤填土压缩模量的增加而增大,随桩间土压缩模量、桩间距的增加而减小,且网下桩土应力比大于网上桩土应力比;网上桩土应力比随土工格栅抗拉强度的增加而减小,网下桩土应力比随土工格栅抗拉强度的增加而增大,网上、下桩土应力比差随土工格栅抗拉强度、路堤填土重度和填土高度的增加而增大。桩土应力比和桩土差异沉降理论计算值与工程实例实测值对应较好。     

循环荷载下复合地基受力工作特性研究

进行6组循环加载模型试验,研究了循环荷载作用下桩承加筋土复合地基的受力工作特性,分析了垫层厚度、桩土刚度比、桩间距、土工格栅层数对桩承加筋土复合地基桩土应力比的影响,得出了桩土应力比随这些参数的变化规律。     

CFG桩网复合地基加固物流地坪深厚软土地基的三维数值模拟分析

结合湖州某物流园采用CFG桩网复合地基处理大面积深厚软土的工程实例,运用Midas GTS有限元软件建立桩网人工复合地基三维固结模型,计算模拟不同垫层厚度、土工格栅层数、桩长等设计参数对沉降变形的影响以及土工格栅在桩网固结模型中的受力特征。计算结果表明:地基整体沉降变形随填土垫层厚度的增加而增大,随土工格栅层数的增加而减小,随桩长增加而减小;土工格栅最大拉力随着土工格栅层数增加而减小,在桩帽顶部角点处产生部分应力集中,且在桩帽之间挠度明显增加。为此,控制垫层厚度、土工格栅层数、桩长等措施能有效减小地基沉降变形,为今后软基沉降控制等相关工程提供借鉴。     

基础刚度对桩网复合地基的影响研究

应用ABAQUS软件建立了桩承加筋土复合地基三维数值模型,模型考虑了桩土接触和承载板与土接触,比较分析了不同刚度柔性基础下桩承加筋土复合地基的承载性状,并与刚性基础进行了对比.数值分析结果表明:随着基础刚度减小,桩承加筋土复合地基沉降及不均匀沉降增大、桩承担的竖向荷载减小、土工格栅应力增大.其中,基础刚度变化对不均匀沉降及格栅应力的影响显著.     

老路拼接中土工格栅治理路面结构阻裂作用分析

结合滨河路老路改造工程,应用数值仿真,引进了奇异单元模拟裂缝尖端的应力应变场,建立了土工格栅治理新老路路面拼接的计算模型,对行车荷载偏载作用下老路拼接工程中土工格栅的阻裂作用进行分析。结果表明:老路拼接裂缝为张拉型,应力强度因子KI远大于KII,拼接位置主要发生弯拉破坏;新老路不均匀沉降作用下,铺设土工格栅应力强度因子小于未铺设土工格栅应力强度因子,土工格栅阻止裂缝的扩展,对路面裂缝有阻裂作用;在新老路路面拼接处,半刚性基层开裂先于面层,土工格栅铺设位置越靠上,越有利于发挥土工格栅的抗拉效果,建议在路面基层顶面铺设土工格栅。     

不同车速下高速公路X形桩网复合地基动力特性研究

基于大比例模型试验系统,开展高速公路车辆荷载作用下X形桩网复合地基动力模型试验研究;测试了不同车速作用下桩网复合路基的动力响应,包括路基内部动应力分布、动应力扩散、格栅动应变、格栅累积应变、桩土差异沉降等的变化规律。结果表明,高速和低速状态下,动应力均会在格栅处产生波动,并且高频车速对车辆附加荷载贡献较小;当车速达到高速状态时,格栅的动应变变化较小,路肩处的垫层应力传递系数要小于路基中心处;格栅动应变比与格栅应变增量比存在线性关系,并且格栅的累积变形主要是在低速状态下产生的;车速越快,X形桩身动应力幅值越大,其桩身轴力小于圆形桩。     

桥头软基现浇筒桩处理现场试验分析

为研究现浇筒桩和土工格栅加筋碎石垫层组成的复合地基加固软弱路基的作用机理及效果,介绍了某高速公路桥头筒桩处理中进行的地表沉降、分层沉降、深层土体位移、孔隙水压力、桩土应力等项目的现场测试成果。结果发现:该处理方法具有经济合理,承载力高,沉降小等特点,为解决软土“桥头跳车”提供了一种经济、有效的手段;土工格栅可以很好地调节荷载分布,使荷载更多的向桩身集中;超静孔压不大,且有规律性,不影响沉降稳定性;地基侧向变形小,变形速率在时间和深度上都呈递减趋势。     

加筋褥垫层在PCC桩复合地基中的影响研究

通过现场试验,测得了路堤下PCC桩复合地基桩土差异沉降及应力比随路堤填筑的变化过程线。试验表明,加筋褥垫层性质对桩土差异沉降以及应力比会产生影响;加筋材料不同的预张拉程度会产生前期增长型和后期增长型两种桩土应力比增长模式,提高预张拉程度对减小地基水平位移是有利的。此外,采用数值模拟方法对褥垫层中加筋材料抗拉强度及铺设层数和位置的影响研究表明,提高加筋材料的抗拉强度,对减小桩土差异沉降、提高桩土应力比是有利的;改变加筋材料铺设层数和位置也会产生一定的影响,但影响程度较小。     

土工格栅蠕变本构模型的UMAT开发与验证

通过不同应力水平下土工格栅的蠕变试验,分析了三种应变类型随应力和时间的变化过程,提出ε=ε(σ,t)形式的土工格栅本构模型,采用有限元程序ABAQUS的用户材料子程序UMAT对本构模型进行了二次开发,并将计算模型的结果与试验数据进行了比较。蠕变试验数据表明在一个受力区间内各种应变随着应力的增加都急剧增长,该区间是进行土工格栅蠕变特性研究的重要区域。计算模型结果表明编程后的能很好地吻合短期蠕变变形试验数据,并能合理预估长期蠕变变形的趋势。完成的土工格栅材料模型可以放入工程结构寿命计算中的材料库,实现土工格栅合理设计的量化分析。     

循环荷载下土工格栅加筋铁路道床累积#br# 沉降模型试验研究

散粒体道床层的循环累积变形是有砟轨道沉降的主要来源，文章采用有砟轨道路基模型试验来研究道砟层与底砟层间布置土工格栅加固道床控制有砟轨道沉降，开展了高速和重载等不同列车荷载下与不同类型土工格栅加固条件下的多组循环加载试验，加载过程中全程监测道砟层累积沉降、轨枕振动、道砟层底部土压力与土工格栅应变数据并进行分析，以研究土工格栅控制有砟轨道道床沉降的作用机理。研究结果表明：土工格栅对于控制道砟层累积沉降具有较显著的效果，但当土工格栅的刚度达到一定程度后刚度对土工格栅控制沉降效果的影响不大；土工格栅能够显著减小轨枕下方道砟层土压力峰值，从而降低道砟磨耗破碎程度及由此引起的道床沉降；道砟层累积沉降的发展意味着道砟颗粒的错动，而道砟颗粒的错动与位移将引起嵌锁于道砟层中的土工格栅发生张拉，从而土工格栅将反过来对道砟颗粒的进一步位移错动形成侧向约束，体现于宏观即表现为道砟层累积沉降得到控制。     

CFG桩复合地基土工格栅抗拉强度数值分析

对土工格栅在CFG桩复合地基中的工作机理进行了数值模拟,研究了在不同的桩间距、垫层模量下,格栅抗拉强度EA对路基的沉降、坡脚水平位移和桩承担荷载的影响,研究表明,格栅抗拉强度EA对桩与土沉降影响不大,通过改变格栅抗拉强度EA来影响桩土沉降差远没有通过改变垫层模量来影响桩土沉降差效果好,提高格栅抗拉强度可以减小路基坡脚水平位移。