夯實水泥土樁復(fù)合地基承載及變形性狀的試驗研究.pdf

1、夯實水泥土樁復(fù)合地基具有造價低廉、施工簡單、質(zhì)量容易控制等優(yōu)點，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于我國北方地區(qū)軟弱土地基。但其理論研究方面的滯后，制約了夯實水泥土樁復(fù)合地基在實際工程中的應(yīng)用和發(fā)展。本次研究從夯實水泥土樁復(fù)合地基尚未深入開展工作的工程特性入手，主要分析其承載和變形的特性。論文通過靜載荷試驗，得到夯實水泥土樁復(fù)合地基樁和土載荷、沉降、應(yīng)力比的試驗數(shù)值，據(jù)此分析不同載荷水平下，樁土分擔(dān)載荷、樁土應(yīng)力比、褥墊層作用、沉降變形等要素，總結(jié)夯實水

2、泥土樁復(fù)合地基的承載、變形特性。此外，論文根據(jù)現(xiàn)有復(fù)合地基理論得到夯實水泥土樁復(fù)合地基承載力和沉降變形的計算值，將理論值、實測值和Ansys計算值進行比較，淺析復(fù)合地基沉降理論存在的不足，并舉薦有限元法進行沉降計算。同時文中借助有限元軟件模擬復(fù)合地基的應(yīng)力場和位移場。通過將數(shù)值模擬結(jié)果與實測數(shù)據(jù)進行校正，得到不同載荷水平下，復(fù)合地基應(yīng)力場和位移場的變化特征。本文還進行了樁長對復(fù)合地基承載、變形影響的分析。在現(xiàn)場試驗、特征分析和數(shù)值模擬分

3、析之后，得出以下幾個方面的認識： 1.夯實水泥樁單樁復(fù)合地基的樁土應(yīng)力比伴隨加載過程是不斷變化的，并有一個極值(nmax＜6.1)；隨著總荷載的增加，樁和土的分擔(dān)載荷同時增加。在總載荷p＜310kN時，樁和樁間土分擔(dān)的載荷曲線可近似為直線，總載荷p在300～400kN之間，樁和樁間土的分擔(dān)載荷曲線出現(xiàn)拐點，樁體分擔(dān)的載荷將出現(xiàn)驟然減少，樁身屈服破壞； 2.夯實水泥樁復(fù)合地基的變形特征說明在低荷載下是加固區(qū)樁間土的壓縮變形

4、，在載荷達到一定程度時產(chǎn)生下臥層的壓縮變形，加固區(qū)的壓縮是夯實水泥樁復(fù)合地基沉降的主要因素； 3.目前夯實水泥樁復(fù)合地基的沉降計算方法和承載力的計算方法，由于具體場地的條件不同與現(xiàn)場原位實測值有誤差，通過有限元分析軟件Ansys適當選取和調(diào)節(jié)設(shè)計參數(shù)，可以減少這種誤差； 4.夯實水泥樁復(fù)合地基位移場具有如下特征：在低應(yīng)力水平作用下，樁和土能夠很好的產(chǎn)生協(xié)調(diào)變形，土體的位移變形呈沉降漏斗狀。隨著載荷的加大，位移變形的沉降漏

5、斗徑向變窄，樁體的位移加大；相比應(yīng)力場的變化情況是復(fù)雜的，復(fù)合地基在低應(yīng)力水平下，應(yīng)力分布比較均勻，在一般應(yīng)力水平下，復(fù)合地基的上部土體產(chǎn)生橢球的應(yīng)力區(qū)域；在高應(yīng)力水平下，在樁體的底部產(chǎn)生負摩阻力區(qū)域，隨著載荷的加大，負摩阻力區(qū)域逐漸減小至消失； 5.增加復(fù)合地基的樁長可以一定程度提高復(fù)合地基的承錢力，但當樁長增加到一定程度時，隨著樁長的增加，地基的承載能力增加的效果很弱。所以在工程設(shè)計中，采用合理的樁長既滿足上部載荷的需要，又