复合地基上褥垫层设计的理论与试验研究

复合地基上褥垫层的设计是桩体复合地基设计的关键技术 ,通过对桩土应力比与褥垫层厚度关系的理论推导分析 ,并采用在水泥土桩单桩复合地基载荷试验中设置不同厚度褥垫层的方法 ,得到了褥垫层作用下桩土应力比的分布规律 ,此分布规律与理论分析一致。该研究为复合地基褥垫层合理厚度的设置及复合地基优化设计提供了依据     

CFG桩复合地基的有限元分析

CFG桩复合地基是一种新型的软弱地基处理方法,通过对桩土应力比与褥垫层厚度的关系的有限元分析,并采用CFG桩复合地基中设置不同厚度褥垫层的方法,得到了褥垫层作用下桩土应力比的分布规律,此分布与理论分析一致。该研究为复合地基褥垫层厚度的设置及复合地基优化设计提供了依据。     

复合地基褥垫层对桩土应力比的影响研究

从理论上推导了复合地基桩土应力比的计算公式,采用试验和数值计算两种方法,研究褥垫层厚度和模量对桩土应力比的影响,研究结果表明：复合地基桩土应力比随褥垫层的厚度增加而降低,指出褥垫层的合理厚度为200mm～300mm;桩土应力比随褥垫层模量的增大而增大,为防止应力比过大,在工程实践中应合理设置褥垫层的模量。     

多元复合地基中桩土应力比的试验研究

通过对刚-柔性桩组合的多元复合地基模型在不同褥垫层厚度的静载荷试验所得的数据,分析了多元复合地基中桩土应力比、桩土荷载分担比随荷载的变化关系及不同褥垫层厚度对桩土应力的影响。试验结果表明:在刚-柔性桩组合的多元复合地基中,随着总荷载的增加,刚性桩分担的荷载百分比及桩土应力比均增加,而柔性桩及桩间土分担的荷载百分比均减小,随着褥垫层厚度的增大,刚性桩和柔性桩与土之间的应力比均降低,但刚性桩的桩土应力比减小的幅度比柔性桩大得多。     

垫层作用下水泥土桩复合地基变形特性的分析

采用在水泥土桩单桩复合地基载荷试验中设置不同厚度褥垫层的方法,将其试验结果进行对比分析,探讨了褥垫层作用下水泥土桩单桩复合地基的变形特性.该研究为褥垫层合理厚度的设置及复合地基的优化设计提供了依据.     

褥垫层厚度对深厚软土地基沉降特性的影响

基于深厚软土刚性桩复合地基工程实例,运用ABAQUS有限元软件,对褥垫层厚度为0.6 m～1.2 m的深厚软土刚性桩复合地基进行数值模拟,研究褥垫层厚度对刚性桩复合地基沉降量及桩土应力比的影响。结果表明：随褥垫层厚度增加,地基沉降量增大,桩土应力比先减小后缓慢增大。当褥垫层厚度为1 m时,桩土应力比最小,此时厚度为最优褥垫层厚度。因此,采用大厚度褥垫层刚性桩复合地基加固深厚软土地基能有效的降低地基桩土应力比,充分发挥桩间土的承载作用。     

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。     

基于Winkler地基离散元模型的复合地基褥垫层工作特性模拟

为了更为真实地反映复合地基的工作状态,建立了Winkler桩土地基、基础钢筋混凝土筏板和素混凝土保护层的复合地基离散元(DEM)数值模型并进行了标定。设计了一组L₁₆(4⁵)正交数值试验,以探究复合地基褥垫层厚度、桩宽、基础底板厚度、桩土刚度比的影响,对复合地基褥垫层变形形态、基础底面受力和桩土应力比等进行了分析。结果表明:不同因素对基础底板受力均匀程度的影响由大到小依次为褥垫层厚度、桩土刚度比、底板厚度、桩宽,不同因素对桩土应力比的影响由大到小依次为桩宽、桩土刚度比、褥垫层厚度、基础底板厚度; 随着褥垫层厚度的增加,褥垫层变形由三角形模式逐渐扩展,直至形成等沉模式,同时褥垫层力链网络分布更加均匀,桩土应力比显著减小,当褥垫层厚度达到300 mm时,基础底面受力趋于均匀分布。     

橡胶水泥土桩复合地基的承载性状

通过橡胶水泥土桩复合地基室内载荷试验,研究了橡胶水泥土桩复合地基的承载特性及橡胶粉掺量的影响。对于橡胶水泥土单桩复合地基,桩土荷载随上部荷载变化存在再分配过程。桩土应力比在加载过程中非定值,曲线呈上单凸峰变化。褥垫层厚度对橡胶水泥土单桩复合地基的桩土应力比同样有调节作用。随着橡胶粉掺量的增加,复合地基的比例界限值增加;桩身的应变增大并沿随桩身高度呈显著线性变化;桩土应力比值减小。研究表明,合理调整桩身橡胶粉掺量可以优化桩土应力比,改善复合地基承载性能。     

水泥搅拌桩复合地基褥垫层作用的三维有限元分析

本文运用Marc软件对水泥土桩复合地基性状进行了研究,分析了褥垫层对水泥土搅拌桩复合地基中桩土应力的调节作用,以及复合地基应力随褥垫层模量和厚度的变化规律等,为复合地基褥垫层厚度的设置及垫层材料的选择提供了依据,有利于复合地基的优化设计。     

基于桩土褥垫层共同作用的复合地基优化设计方法

通过对设有褥垫层的桩体复合地基承担竖向荷载的理论分析,对褥垫层厚度对桩土协调变形的作用和桩土应力比的调整关系进行了研究,提出了基于桩土褥垫层共同作用理论的复合地基优化设计方法。通过现场试验,对复合地基工程优化设计进行验证,证明了方法的经济性和合理性。     

扩底桩的抗拔承载力试验及计算

通过对干旱地区黄土中扩底桩的抗拔试验 ,测试了扩底桩在上拔荷载、水平荷载作用下的上拔位移和水平位移以及位移与荷载的关系。研究了极限上拔承载力和抗拔桩的破坏机理。在相同条件下 ,增加扩大端的高度对提高桩的极限上拔承载力是有效的 ,破坏机理为土的减压软化和损伤软化的渐进性破坏。提出了极限上拔承载力的理论计算模式 ,并与实测资料进行了对比 ,理论计算结果与实测值是吻合的     

基于大比例静力模型试验的高强度桩复合地基加筋垫层分析

为研究高强度桩复合地基加筋垫层的作用机理与筋带拉力的计算方法,采用一套自制的桩土差异沉降控制装置,进行了4组不同桩帽尺寸的大比例静力模型试验。测试了各级荷载作用下的加筋垫层筋带拉力,分析了筋带拉力的大小及分布随荷载增加的变化规律。结果表明：随桩顶和桩间土沉降差增加,筋带拉力逐渐增大,筋带拉力最大值出现在桩顶位置;随着桩帽覆盖率增加,桩间土范围内筋带拉力缓慢减小,桩顶范围筋带拉力变化较大,先增大后减小。加筋垫层的破坏模式表现为桩帽边缘的筋带断裂。     

水泥土搅拌桩复合地基承载力折减系数a和b的试验研究

 《建筑地基处理技术规范》分别给出含有折减系数a的单桩承载力计算公式和含有系数β的复合地基承载力计算公式,为了得到适用于本地区的a和b的取值范围,为今后规范的修订提供参考数据,对珠三角地区有代表性的淤泥质土地基采用水泥土搅拌桩进行加固处理,进行单桩、天然地基以及设置4种厚度褥垫层的水泥土搅拌桩四桩复合地基的静载荷试验。通过对试验数据的分析和反算,对规范给出的承载力计算公式中折减系数a和b的取值范围进行修正,给出详细的取值建议。同时分析褥垫层厚度对复合地基承载力的影响,并建议褥垫层厚度取200～400 mm,为珠三角地区水泥土搅拌桩复合地基的设计提供参考。     

福州地区水泥土搅拌桩复合地基承载特性的研究

通过对 1 1 8组水泥土搅拌桩的单桩承载力和复合地基承载力的现场载荷试验统计分析 ,研究了水泥土搅拌桩的单桩承载特性以及复合地基的承载特性 ,讨论了复合地基的承载力与复合地基置换率、加固深度以及承压板尺寸的相互关系 ,阐述了水泥土搅拌法在加固软土地基的应用中存在的主要问题 ,可为水泥土搅拌桩复合地基的设计和施工提供参考     

垫层作用下石灰桩复合地基工作性状

通过改变垫层厚度对石灰桩单桩复合地基进行模型试验。根据试验资料分析了桩、土荷载传递特性，桩、土应力变化规律及桩土应力比随深度的变化等工作性状，并就其在工程设计及实践中的应用进行了分析。     

复合地基垫层刺入量模型试验与计算方法研究

为了研究复合地基垫层刺入量有关因素,通过可视化模型箱对不同垫层厚度、密实度、桩径以及桩帽的刚性桩复合地基进行室内模型试验。利用数字图像无标点量测技术,对在加载过程中垫层土体颗粒的位移场进行观测与分析,研究了复合地基垫层的位移场与变形模式,得到了垫层的刺入量、变形范围以及滑动面位置与形状。根据球孔扩张理论推导出垫层刺入量的求解公式,并与模型试验数据进行了对比分析,验证了理论方法的合理性,且理论计算结果与试验数据吻合较好。垫层刺入量的研究对复合地基垫层厚度、桩径等设计具有一定参考价值,垫层刺入量可协调桩土的荷载分担,使桩土共同承担上部结构荷载,为复合地基沉降研究提供了理论依据和数据支持。     

岩溶地区高层建筑刚性桩复合地基现场试验研究

某高层建筑建造于岩溶场地,采用刚性桩复合地基。在现场开展了大型坑下综合性原位试验,包括多项载荷试验、桩与土的应力测试以及沉降观测等。运用BOTDA分布式光纤技术,获得复合地基桩身应力及桩侧摩阻力连续分布曲线。基于试验数据,对复合地基的荷载传递机制、荷载分担变化与发展规律、桩与土承载力发挥状况等进行了分析,研究了土层注浆和桩底后注浆对复合地基承载力与应力分布的影响。研究表明：增强体采用非挤土置换成桩工艺,对桩间土具有加固效果;桩底后注浆对复合地基的加固效果主要体现在加载后期的较高荷载水平下;土层注浆在提高桩间土和复合地基承载力的同时,降低了桩、土相对刚度,总体上有利于发挥土的承载作用;土层注浆对桩侧正、负摩阻力发挥均具有作用,可减少荷载经桩传递产生的下卧层附加应力,有利于下伏溶洞的安全。根据研究结果,给出了采用土层注浆时复合地基承载力发挥系数的建议值。