CFG与MIP组合型桩复合地基变形分析与沉降预测

论文摘要

依托哈大客运专线新营口车站水泥粉煤灰碎石桩(CFG)与水泥搅拌桩(MIP)组合型桩处理的深厚软土地基这一工程实例,通过实测沉降、侧向位移等资料的整理分析,研究了刚柔性长短桩复合地基在路堤荷载作用下软土地基上路堤本体、加固区和下卧层的变形特性。得出了复合地基沉降主要发生在加载期间,其占总沉降的76.22%；在复合地基沉降中,加固区沉降占总沉降26.04%,而下卧层沉降占总沉降73.96%,故复合地基的沉降主要来自于下卧层。利用现场实测沉降资料,进行了后期沉降预测,以合理指导施工进度,实时掌握路基的沉降变形规律。在总结大量文献资料的基础上,提出了利用灰色理论结合Verhulst模型对这种刚柔性长短桩复合地基进行沉降预测,并结合指数曲线法、双曲线法进行对比。通过比较说明：灰色Verhulst模型预测精度比传统的指数曲线、双曲线预测精度更高,更具有可靠性。应用plaxis有限元软件对CFG与MIP组合型桩复合地基进行了沉降分析,得到较好的计算结果,并与实测资料和理论计算进行对比,进一步说明了灰色理论预测的可靠性。所以采用灰色Verhulst模型和plaxis有限元软件对刚柔性长短桩复合地基进行沉降预测分析是可行的,对工程实际具有很好的指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 复合地基概述、长短桩复合地基的提出
• 1.2.1 复合地基概述
• 1.2.2 复合地基分类
• 1.2.3 长短桩复合地基的产生
• 1.3 长短桩复合地基作用机理及研究现状
• 1.3.1 长短桩复合地基工作机理
• 1.3.2 长短桩复合地基研究现状
• 1.4 论文的研究内容
• 第2章 CFG与MIP组合型桩复合地基
• 2.1 CFG与MIP组合型桩复合地基基本结构
• 2.2 CFG与MIP组合型桩复合地基沉降计算方法
• 2.2.1 忽略下卧层变形的沉降计算公式
• 2.2.2 考虑下卧层变形的沉降计算公式
• 2.2.3 基于复合模量法的沉降计算公式
• 2.3 CFG与MIP组合型桩复合地基沉降预测方法及分类
• 2.3.1 曲线拟合法
• 2.3.2 系统分析法
• 2.3.3 地基参数反演法
• 2.4 本章小结
• 第3章 现场试验结果分析
• 3.1 工程简介
• 3.1.1 工程地质情况
• 3.1.2 软土路基处理及路堤填筑施工情况
• 3.2 工程观测方案
• 3.2.1 观测内容
• 3.2.2 地基变形测试元件
• 3.3 元件测试结果分析
• 3.3.1 剖面沉降管测试结果分析
• 3.3.2 液位沉降测试结果分析
• 3.3.3 单点沉降测试结果分析
• 3.3.4 测斜管测试结果分析
• 3.3.5 沉降板测试结果分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 灰色理论在复合地基沉降预测中的应用
• 4.1 灰色系统理论简介
• 4.2 灰色微分方程
• 4.2.1 GM（1,1）模型
• 4.2.2 灰色Verhulst模型
• 4.2.3 模型的精度检验
• 4.3 非等时距序列的等时距转换
• 4.3.1 Hermite插值
• 4.4 计算实例及分析
• 4.4.1 灰色理论沉降预测
• 4.4.2 灰色理论预测与曲线拟合预测方法比较
• 4.4.3 最终沉降量预测
• 4.5 本章小结
• 第5章 CFG与MIP组合型桩复合地基有限元分析
• 5.1 有限元简介
• 5.2 plaxis有限元分析软件
• 5.3 CFG与MIP组合型桩复合地基数值模拟
• 5.3.1 plaxis程序中土的本构模型
• 5.3.2 数值模型及计算
• 5.3.3 数值模拟结果分析
• 5.4 数值模拟结果与现场实测对比
• 5.4.1 时程曲线对比分析
• 5.4.2 最终沉降比较
• 5.5 几种地基处理方案的对比分析
• 5.5.1 CFG桩桩长变化影响分析
• 5.5.2 MIP桩桩长变化影响分析
• 5.5.3 单一桩型分析
• 5.6 本章小结
• 结论与建议
• 结论
• 建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 计算实例的程序代码
• 附录2 攻读硕士学位期间参与科研情况