水泥砂浆桩复合地基力学性状的数值分析

:基于有限差分数值方法,考虑地基材料的非线性特性,通过模拟复合地基桩土应力比、复合模 量随荷载、桩长、置换率和褥垫层的变化情况,分析了水泥砂浆桩复合地基桩土作用机理、桩土荷载分担 规律及其变形特性。结果表明:桩体置换率增加,桩土应力比逐渐减小,复合模量逐渐增加,置换率超过 ２０％,桩土应力比变化很小,并趋于稳定。置换率超过２５％,置换率对复合模量的影响较小;桩长增加, 桩土应力比增大,复合模量增加,桩长超过１４ｍ,桩土应力比增长缓慢,复合模量亦趋于稳定;桩土应力 比随着褥垫层厚度的增大而减小,随着褥垫层模量的增加而增大,宜设置褥垫层厚度１００ｍｍ～３００ｍｍ, 褥垫层模量３０ＭＰａ～６０ＭＰａ。     

刚性桩复合地基褥垫层合理厚度的确定

研究了不同桩土刚度比下刚性桩复合地基的桩土应力比随褥垫层厚度的变化规律。结果表明,褥垫层的厚度范围并不局限于规范所规定的15～30cm,且天然地基土质的软硬程度对褥垫层厚度的设置有较大影响,褥垫层合理厚度的设置应根据不同地质条件进行区分。复合地基桩径对桩土应力比有很大影响,垫层合理厚度的设置要考虑桩径的影响,提出了以垫层厚度与桩径的比值h/d作为衡量桩土应力比的标准,且根据不同的地质条件,可通过该比值来确定垫层厚度与桩径的最佳关系,以确定最合理的垫层厚度。     

海陆交互相软土区CFG桩复合地基工作机理

依托某滨海水闸地基处理工程,利用数值分析软件,分析了海陆交互相软土区CFG桩复合地基的工作机理。结果表明:随着荷载的增大,桩体荷载分担比随之增大,且桩土应力比与荷载呈现较好的对数增长关系,其对数拟合参数值受褥垫层厚度影响较大;设置褥垫层对复合地基的桩土应力比有显著影响。当不设置褥垫层时,桩顶应力集中明显,不利于土体承载力发挥,降低了其实际承载力;当褥垫层厚度为桩径的一半左右时,复合地基承载力增加较为显著;褥垫层厚度为50 cm时虽然其承载力有所增加,但经济成本相对提高,并且承载力提高幅度不大。     

CFG桩复合地基新型嵌入式褥垫层桩-土应力比改善特性

CFG桩复合地基具有较好的环保效益，近年来在软基处理中推广迅速。鉴于天然地基自身较差的工程特性，加之CFG桩施工扰动易引发表层土持力性能进一步弱化，受荷状态下刚性的CFG桩与桩间土易形成过大的桩-土应力比，褥垫层结构破坏风险增大，不利于复合地基协同受力。研究提出对截桩面下约50 cm厚剧烈影响区土层采用压实碎石换填，再铺设水泥土垫层而形成新型嵌入式褥垫层结构，以改善CFG桩复合地基持力性能，得到以下结论：(1)基于单桩复合地基现场载荷试验对比分析，采用嵌入式褥垫层测得的桩-土应力比显著低于常规平铺褥垫层，极限载荷下桩-土应力比较常规褥垫层的22.9降至13.8,降幅约40%,且全过程桩-土应力比曲线波动相对平缓，尤其是达到极限承载力后无陡降，有利于地基安全受荷；(2)采用数值试验手段模拟CFG群桩复合地基竖向受荷特性，嵌入式褥垫层对桩间土压缩层起到了显著的综合强化作用，既有效减小了桩向褥垫层的相对刺入，也使得褥垫层的变形形态更均匀平整，局部刺入和翘起得到有效缓解，避免了桩-土应力比过大对褥垫层结构的破坏；(3)嵌入式褥垫层条件下不同部位CFG桩的水平变形状态更优，顶部较强的约束将CFG...     

减沉桩与加筋土褥垫层联合作用减沉机理研究

针对采用减沉桩与加筋土褥垫层联合作用的某高填方区地基处理工程,监测了桩与桩间土的压力及沉降、加筋土褥垫层中土工格栅的变形和建筑物沉降,分析了桩和桩间土应力变化情况、土工格栅变形和桩与桩间土沉降差异,研究了减沉桩和加筋土褥垫层共同作用机理,可为类似工程地基处理参考。     

强夯碎石桩复合地基固结特性分析

针对强夯碎石桩处理上软下硬地层条件,结合工程实践建立碎石桩复合地基模型进行三维渗流固结数值计算,重点研究了桩身贯入比、桩土模量比、桩土置换率及地基刚度比对碎石桩复合地基固结特性的影响,最后对碎石桩复合地基固结设计中的规范法与三维数值法计算结果进行对比。结果表明,强夯碎石桩复合地基固结速率随桩身贯入比、桩土模量比、桩土置换率及地基刚度比的增大而增大,桩端未打穿上部软土层时,复合地基固结速率最慢,导致工后沉降最大而地基承载力最小。强夯碎石桩复合地基设计需考虑地基处理效果及工程造价的平衡性。在进行强夯碎石桩复合地基固结计算时,可采用规范方法进行初步设计。     

CFG桩复合地基桩土应力和沉降现场试验

基于对佛山市“一环”城际快速干线季华路互通立交桥头过渡路段CFG桩复合地基桩、土应力和表面沉降的现场试验，研究了路堤荷载下CFG桩顶、桩间土的应力和沉降变化规律，对加载过程中桩土应力传递的性状、桩土荷载分配比例，以及CFG桩复合地基桩、土变形和承载作用发挥的过程等进行了分析。结果表明：①在路堤荷载作用下，CFG桩、桩间土最终可达到变形协调，共同发挥承载作用；②桩、土沉降差使桩体顶部填土出现土拱效应，导致桩顶应力集中，桩、土应力比及应力差增大；③桩间不同位置土压力分布不同，两桩中间土压力大于四桩中心的；④土工格栅对调整桩、土应力比及荷载分配具有明显的作用；⑤在CFG桩设计桩间距较大的疏桩形式下，桩间土承担着大部分荷载；⑥作为路堤荷载的地基时，可设计为疏桩形成，此时褥垫层厚度应适当取大，桩体设计强度可取得低一些。     

端夯扩碎石桩复合地基现场试验研究

结合南水北调工程SG14标的端夯扩碎石桩施工,根据现场静载、静力触探和动力触探试验以及室内土工试验对端夯扩碎石桩复合地基的桩土应力比、承载力以及桩间土的挤密效果进行了分析。试验表明:带有桩端扩大头的夯扩碎石桩的桩土应力比一般碎石桩大,试验所得桩土应力比一般在[4.2,7.4]之间;桩土应力比值随荷载的增加呈现先增后减,并逐渐趋于稳定,桩土应力比值随桩长的增大而增大;夯扩碎石桩复合地基的沉降曲线(P-S曲线)呈渐变型,没有明显的拐点或变化点出现;单桩复合地基承载力随着桩长的增大,承载力也逐渐增大;夯扩碎石桩施工能有效提高桩间土的强度,同时,对改善地基的不均匀沉降也有很好的效果。     

深层搅拌桩复合地基的现场试验研究

结合雍六高速公路长江二桥江北接线工程 ,对填土荷载下复合地基的应力、变形特性进行了长期现场观测研究 .结果表明 :路基经深搅桩加固后 ,沉降变形得到有效控制 .加固区沉降量较小 ,下卧层沉降量较大 ,总沉降量满足设计及规范的要求 ;柔性路堤下桩与桩间土的沉降规律有差别 ,桩身上部桩周土沉降较大 ,随着深度增加 ,桩周土沉降逐渐小于桩的沉降 ,在这个过程中 ,桩与桩周土存在等沉面 ;在填土加荷过程中 ,桩与土各自分担的应力处在动态的变化之中 :加荷时 ,桩上应力相对集中 ;间歇期 ,桩土应力比减小 ;体现了荷载传递过程中桩与土是相互协调作用的     

CFG桩复合地基加筋褥垫层作用机理数值分析

针对福建平潭万北路市政道路工程土工格栅加筋褥垫层是否能够改善CFG桩复合地基在路堤荷载作用下的沉降及桩土应力分配的问题 ,提出了基于有限差分软件FLAC3D的CFG桩复合地基的数值模拟.应用FLAC3D软件进行CFG桩单桩竖向抗压静载试验模拟 ,并将数值模拟所得的 Q- s曲线与现场试验所得进行了对比 ,对路堤荷载下有无土工格栅对褥垫层加筋处理两种工况下的复合地基进行了桩身应力及沉降的分析.结果表明 ,数值模拟与现场试验所得的单桩竖向抗压静载试验 Q- s曲线吻合较好 ,证明了该模型具有一定的合理性 ;土工格栅加筋褥垫层通过增大桩身受力来改善地基沉降 ,但改善效果不明显 ,主要起提高安全储备的作用.     

水利工程中PC管桩复合地基应用设计分析

基于软土地基的特性及预应力混凝土管桩复合地基设计相关理论,给出了水利工程中PC管桩复合地基设计特点及具体设计思路,结合实际案例,采用三维非线性有限元"桩-土"模型,通过理论分析与数值模拟探究其应用机理,得出褥垫层最大沉降为8.2 cm、底板最大沉降为9.5 cm,说明褥垫层及底板可大大增加PC管桩实际承载能力,对桩体起到了保护及分担荷载的作用,突破了常规PC管桩复合地基过分依赖桩承担垂直荷载和水平荷载的传统思想。基于数值分析结果可看出,复合地基竖向承载力特征值为202 k Pa,地基处理已达到要求,因此软体地基上的预应力混凝土管桩复合地基应用是可行的;褥垫层、管桩及周围地基土组成了一个复杂的多维应力场,各部件之间相互影响,其中褥垫层与管桩作为加固处理区,大大提升了周围土体的承载力,褥垫层有力调整了上部结构的荷载,使地基承载力得到了更大的扩充。     

基于新型人工软土技术的加筋碎石桩复合地基承载特性模型试验

为研究地基不排水或排水不畅情况下加筋碎石桩复合地基的承载特性,配置了由钠基膨润土和甘油混合而成的新型人工软土地基,进行了 4组加筋碎石桩复合地基路堤模型试验,并与排水条件下的试验结果进行对比分析.研究结果表明:加筋碎石桩复合地基沉降随筋材刚度的增大而明显减小,其桩土应力比远大于排水条件下的桩土应力比;筋材刚度较大时,桩...     

双层土体结构对超长桩承载性状的影响

利用三维有限元方法,研究了双层地基土中超长桩的承载性状.利用线弹性模型模拟桩身混凝土的应力应变关系.邓肯-张非线性弹性模型模拟地基土,河海大学薄单元模型模拟桩.土间的非连续变形.计算结果表明,对上硬下软地基土结构,当硬土层厚度不大于桩身人土深度时,随硬土层厚度的增大,桩顶极限荷载、桩侧极限阻力均呈非线性增大;对上软下硬地基土结构,当软土层厚度不大于桩身入土深度时,随软土层厚度的增大,桩顶极限荷载、桩侧极限阻力均呈非线性减小;桩身轴力和桩侧阻力沿深度的分布随地基土结构而异.桩侧摩阻力在硬、软土层分界处有急剧变化现象;超长桩的失稳由桩侧土体的破坏引起.     

软土路堤柔性桩复合地基工作机理研究

在分析柔性路堤下桩土受力性状的基础之上,利用有限元分析软件Ｐｌａｘｉｓ建立复合地基数值模 型,对柔性桩复合地基中不同的垫层模量及厚度的选取进行了模拟,重点研究了桩土及垫层的受力特 性。分析结果表明:当其他指标相同时,在相同均布荷载下,垫层模量对关键指标的影响不大;随着垫层 厚度的增加,垫层最大沉降及桩顶刺入量均逐渐减小并稳定在某一区间以内;桩顶应力及桩土应力比逐 渐增大,并有逐渐稳定趋势。研究成果可为软土路堤柔性桩复合地基的设计工作提供有益参考。     

考虑径竖向渗流的刚性桩复合地基固结解析解

为评估桩土压缩模量比和置换率对刚性桩复合地基固结的影响,以砂井轴对称固结模型为基础,采用Fourier正弦级数和分离变量法,并且考虑扰动区压缩和附加应力沿深度任意分布,推导了径竖向同时固结条件下复合地基孔压和固结度完整表达式,分析了桩土压缩模量比和置换率对地基固结的影响,计算结果表明,固结速率随着桩土压缩模量比和置换率增大而加快,当桩体强度较高时,其对固结影响并不明显;复合地基固结以竖向为主。     

CFG桩复合地基加固桥头深厚软基

深厚软基经过CFG桩复合地基处理后,能够满足高路堤桥头控制工后沉降的要求.路堤预压期间桩间土压力总体呈上升趋势,预压期间桩间土与桩顶承受的荷载在不断地调整,桩土应力比呈下降趋势,直到预压后期基本稳定在18.7.路堤下刚性桩复合地基在桩土应力比、桩土荷载分担上与刚性基础下刚性桩复合地基有较明显的差异.本工程实测资料表明桩、土承载能力仅仅发挥20%,尚有较大潜力.对于刚性桩复合地基,扩大桩间距的同时在桩顶设置足够面积和刚度的桩帽,增大桩的置换率,以保证刚性桩复合地基刚度是发挥桩、土承载能力的有效途径.     

刚性桩复合地基桩土应力比问题探讨

刚性桩复合地基应用越来越广,承载力的应用也越来越高,应用过程中也遇到一些以前未引起重视的问题,其中褥垫层的承载力就是其一。为避免高承载力桩褥垫层遭到破坏,研究了褥垫层的承载力问题,提出桩土应力比的合理控制值,以保证复合地基承载力的可靠性,通过桩土变形协调的方法,讨论了桩土应力比的计算问题,对完善复合地基设计方法有一定的参考意义。     

垫层厚度对复合地基特性的影响数值分析

利用有限元分析软件ANSYS建立长短桩复合地基数值模型,探索了垫层厚度变化对长短桩复合地基中长桩与短桩中角桩、边桩和中桩的沉降和应力特性的影响,得出如下结论:随着垫层厚度的增大,长桩桩体沉降也随之减小,短桩各桩体的沉降最大沉降值都出现在垫层厚度为0.15 m时,并且在各种情况下短桩各桩体的沉降基本一致;长桩各桩体的应力值随着垫层厚度的增大随之降低,但变化越来越不明显,尤其是厚度在0.3 m～1.0 m之间,基本没有变化。通过实际工程结合数值模型分析结果表明,垫层厚度的最经济值应该取0.3 m～0.6 m之间。     

水泥土搅拌桩复合地基沉降计算探讨

该文以某水闸闸室地基水泥土搅拌桩处理方案为研究背景,用实体深基础法和应力扩散法对不同桩长方案的沉降进行了计算和比较分析,并对不同桩长和不同布桩间距下的复合地基沉降进行了数值模拟。分析结果表明当设计中采用未穿透淤泥层的水泥土搅拌桩方案时,复合土层的沉降计算选用实体深基础法比选用应力扩散法计算的结果更接近实际。计算桩端下未加固土层的沉降时,应根据土层的压缩性质来选用应力控制法还是应变控制法以确定沉降计算深度。当桩间土是成层土时,采用该文提出的公式计算的桩间土的压缩模量比通常按土层厚度加权平均计算的桩间土的压缩模量计算的沉降值更合理。     

路堤下CFG桩-筏复合地基桩土应力分析及地基反力模型探讨

本文通过某路堤试验段CFG桩-筏复合地基现场试验研究,深入分析了桩-筏复合地基桩顶、桩间土的应力及桩土应力比随荷载、固结时间及沉降的变化规律和桩土应力空间的分布规律,探讨了筏板下地基反力模型,为路堤荷载下CFG桩-筏复合地基的基理研究提供思路,以期供同行参考。