长短桩复合地基试验研究及数值模拟分析

结合郑州某高速公路试验段进行了多组单桩、单桩复合地基及4桩复合地基静载荷试验。在此基础上,通过有限元软件对刚性桩复合地基承载性能进行了数值模拟,并与现场静载荷试验结果进行对比分析。结果表明:桩土应力比随着桩数和桩长的增加不断加大;长短桩复合地基中长桩桩土应力比相对较大,桩间土分担荷载降低。此外,受群桩效应的影响,4桩复合地基沉降变形要大于单桩复合地基,其群桩效应系数为0.578,且随着桩长增加群桩效应系数增大。     

粉喷桩单桩复合地基承载及变形特性的数值分析

采用有限元法对粉喷桩单桩复合地基进行数值试验。对在整个加荷过程中单桩荷载传递特性、变形特性和该复合地基桩土应力比的变化规律进行了分析,同时分析了桩体及褥垫层的变形模量对桩土应力比和桩土变形特性的影响。     

桩-网复合地基承载及变形的数值分析

采用有限元程序,对不同荷载水平下复合地基中单桩荷载传递特性、桩间土的沉降、桩间土上的应力及桩土应力比进行了分析;同时分析了复合褥垫层的变形模量以及地基中第一层土的物性参数对桩土应力比和复合地基表面沉降及差异沉降的影响。     

软土地区竹节桩复合地基承载特性试验研究

结合东钱湖车辆基地软基处理工程,开展了桩间距分别为1.8 m、2.0 m和2.2 m,桩长20 m、22 m和24 m,正方形布置(4×4)的竹节桩复合地基承载变形特性试验研究。对3个试验工况的竹节桩复合地基进行了单桩、单桩复合地基静载荷试验,测定了桩土应力比及群桩复合地基的沉降,结果表明:本场地3个工况竹节复合地基的单桩抗压承载力和复合地基承载力均满足120 kPa的设计要求;各工况单桩静载试验测试的桩土应力比主要分布在4.0~6.0间,群桩静载试验测试的桩土应力比差异较大,随桩间距的增大而减小。竹节桩复合地基在宁波软土地区具有较好的适用性。     

刚性桩复合地基模型试验研究

通过刚性桩复合地基群桩(桩数3×3)模型试验,对不同垫层厚度刚性桩复合地基的变形特性、不同桩位桩体和桩间土的受力特性进行测试,并对桩土应力比和荷载分担比等反映桩土共同工作性能的指标进行分析,得出了刚性桩复合地基的承载特性和变形规律。结论可为刚性桩复合地基的优化设计提供依据。     

考虑桩土接触特性的复合地基承载机理的数值分析研究

以复合地基为对象,将桩、土、垫层、承台视为一个相互作用的复合地基体系,通过考虑桩土界面接触摩擦作用、土体的非线性特性及系统各个部分的主要作用及其相互影响,采用三维有限元数值分析对复合地基进行系统地分析,研究复合地基的承载机理及其加强效应。首先分析一般单桩和复合地基中单桩的荷载传递特性,然后研究群桩复合地基中桩侧摩阻力、桩顶应力及桩身附加应力分布规律与特性,得出了一些有益的结论,为复合地基的理论分析及工程设计提供理论依据和借鉴。     

刚柔性基础下复合地基桩土应力比的对比试验研究

桩土应力比是复合地基承载性能中的重要技术指标,基础刚度及桩体变形刚度是影响复合地基桩土应力比的关键因素之一.本文通过现场试验研究对比分析了刚性基础与柔性基础条件下,长短桩复合地基的桩土应力比的变化规律,总结了基础刚度及桩体变形刚度对复合地基桩土应力比的影响规律,对实际工程中有效提高复合地基桩土应力比、降低地基沉降变形具有理论和工程指导意义.     

群桩复合地基固结性状有限元分析

在编制并验证Biot固结有限元程序的基础上,对群桩复合地基的固结变形及应力特性进行了数值模拟,并和单桩复合地基、天然地基进行了比较分析。强排水群桩和单桩复合地基的固结特性差别不大;但弱排水群桩和单桩复合地基固结度曲线的差异非常明显,群桩复合地基固结速度始终快于单桩复合地基。在桩体打穿地基的情况下,强排水和弱排水群桩复合地基的固结速度都较天然地基固结速度快;但和单桩相比,弱排水群桩复合地基加速地基固结的作用并不是特别显著。     

复合地基中桩体变形模量的分析与计算

论述了散体材料复合地基中桩体变形模量与综合应力（竖向应力与侧限阻力之差）及竖向应变的关系,指出桩周土对桩体的侧限阻力与桩周土的性质及应力状态相关并依据桩土共同作用关系,对群桩复合地基、单桩复合地基及单桩载荷试验３种情况分别作出分析,建立了相应的桩体变形模量计算公式。     

刚性桩复合地基竖向荷载作用下数值分析

在刚性桩复合地基大面积群桩与单桩有限元对比的基础上，对高速公路进行群桩复合地基非线性有限元分析，分析了复合地基桩长、置换率、桩土刚度比对地基变形的影响，并从减少差异沉降出发，提出合理的布桩方式，减少高速公路的差异沉降。     

高应力作用下CFG桩复合地基承载变形机制

为探究水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）复合地基在高应力下的承载变形机制,基于西安市高新区拟建场地CFG桩复合地基高应力现场试验建立数值模型并进行分析。结果表明:该场地CFG桩复合地基的极限承载力不小于1 666 kPa;褥垫层在高应力作用下发生破坏,其协调桩土共同作用能力降低;桩顶向上刺入褥垫层,荷载向桩顶集中,致使桩承担上部荷载的96.5%;桩间土发挥作用能力受限,复合地基相当于单桩承载;褥垫层的厚度与桩土应力比的增长呈现负相关;桩间土与桩顶的沉降差随着荷载的增加而增加,且随着褥垫层厚度的增大呈现先增大再减小的趋势;当单桩承载力满足要求时,为保证高应力下桩间土不因荷载过大而造成复合地基的破坏,应适当减小褥垫层的厚度,降低其流动补偿能力;所得结论可为CFG桩复合地基在高层建筑地基处理设计提供参考。     

CFG桩复合地基施工过程监测与数值分析

结合高速铁路某试验段工程,开展CFG桩+垫层处理地基试验。实测复合地基沉降变形、桩顶应力、桩间土应力;分析路基沉降变形、桩土应力比随填筑高度的变化规律;利用FLAC-3D建立路堤荷载下CFG桩复合地基三维参数化数值计算模型,将现场实测数据与数值计算结果进行对比,分析研究路堤荷载作用下CFG桩复合地基的工作性状。研究成果有助于高速铁路复合地基沉降控制、承载特性和应力传递机理的研究。     

深埋暗道CFG桩及碎石垫层复合地基变形特性

将CFG桩复合地基技术应用于深埋暗道这类特种结构的地基处理问题,通过对具体试验工程进行现场测试以及不同厚度碎石垫层的室内模型试验研究,对深埋暗道CFG桩复合地基沉降变形进行了分析,指出褥垫层的压缩量是应该被考虑到的,沉降变形计算不能仅仅考虑针对复合地基的修正,并应同时考虑褥垫层变形的修正。利用ABAQUS有限单元法分析了不同厚度褥垫层对CFG桩复合地基桩土应力比、总沉降量、垫层压缩量和桩身轴向应力的影响规律。介绍了一种输煤暗道沉降变形监测方法,通过现场测试、室内模型试验以及有限元分析,确定了深埋暗道CFG桩复合地基褥垫层的选用原则。     

水泥土垫层下CFG桩复合地基的桩土应力比研究

CFG桩复合地基水泥土垫层对桩土应力比的调节作用不同于砂石垫层的,有其独特的特点。以新建兰(州)新(疆)铁路第二双线DK821+600~DK821+900软弱盐渍土地基加固试验段作为依托工程,通过对试验段的1 m厚水泥土垫层下CFG桩复合地基的桩顶、桩间土不同部位的应力测试得出:在同级荷载下,桩顶不同区域的应力值,以桩中心区域最大,其次是桩边缘区域,再是二者之间的区域;桩间土上应力,离桩间土中心越近,应力越大;在各级荷载下,桩顶上的应力要明显大于桩间土上的应力;随着荷载的增大,桩土应力比逐渐减小。表明随着荷载的增大,荷载有向桩间土转移的趋势,桩土共同承担荷载的特征越来越明显。     

CFG桩-筏复合地基桩土应力比解析式研究

对荷载作用下CFG桩复合地基的变形特性进行了分析,在此基础上探讨了桩侧摩阻力与桩土相对变形的关系,引入＂等沉面＂概念,假定桩与桩间土均是理想线弹性体,桩侧摩阻力沿桩长直线分布,进而根据桩-土-垫层变形协调条件,推导得到CFG桩—筏复合地基桩土应力比计算新公式。应用所得公式对复合地基现场试验条件下的桩土应力比进行了计算,计算结果与试验结果和有限元计算结果较为接近。     

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。     

CFG桩复合地基现场荷载试验研究

通过现场荷载试验分析CFG桩单桩和复合地基承载力特性,研究褥垫层的作用机理,验证了采用振动沉管施工CFG桩来处理深厚超软地基是可行有效的。CFG桩单桩承载力取决于桩体和地基土强度,与桩间距关系不大;复合地基承载力与桩间距关系密切;对于超软地基而言,褥垫层不仅能保证桩土共同承载,调整应力分布,提高地基承载力,还能起到水平排水和促进地基固结的作用。设计和施工时应注重桩长和褥垫层的质量。     

柔性基础下褥垫层厚度对带帽CFG桩复合地基特性分析

带帽CFG桩复合地基应用于高速铁路处理深厚软土地基工程中,其设计有别于建筑工程的设计。工民建房屋建筑基础为刚性基础,而铁路路基直接承受上部路堤的自重和列车运行产生的动荷载为柔性基础。因此,对于柔性基础条件下CFG桩桩帽复合地基褥垫层厚度的优化十分有意义。在现场载荷试验过程中利用橡胶板模拟高速铁路的柔性路基基础,通过改变褥垫层厚度,研究桩帽复合地基沉降变形及桩土荷载分担特性。     

现浇薄壁管桩复合地基竖向承载特性分析

为了解现浇薄壁管桩复合地基的加固机理,在盐通高速公路试验段进行现浇薄壁管桩单桩复合地基静载试验。试验结果表明:现浇薄壁管桩成桩质量好,承载性能好。建立现浇薄壁管桩复合地基三维模型,通过有限元模拟,与现场静载试验结果对比,表明建立的模型是可行的。基于该模型分析了褥垫层模量、桩间距、桩长、土体模量等因素对现浇薄壁管桩复合地基承载性能的影响。结果表明:褥垫层能较好调节桩土应力分配,使桩土共同工作;较大的桩间距虽能充分发挥桩、土承载力,但桩间距的选择要兼顾承载力与变形要求;桩长的增长有利桩体承载力的发挥。地基土模量大有利于桩侧阻的发挥。     

CFG桩在软土地基桥头跳车处置中的应用研究

为了解决公路桥头跳车问题,采用 CFG 桩进行地基加固从而解决桥头跳车问题。通过实验研究和工程实例证明：CFG单桩复合地基中的褥垫层对于调整桩土荷载的分担,减少承台底面的应力集中,进而保证桩土共同承担荷载起着明显的作用。