桩承加筋土复合地基性状试验研究与有限元分析

论文摘要

桩承加筋土复合地基作为地基处理的一种先进技术,因其在控制沉降和差异沉降等多个技术和经济效益方面具有良好的表现在近年来得到了广泛的应用。本文对桩承加筋土复合地基的工程应用发展和研究情况进行了回顾,并对作用机理、理论计算方法以及设计方法进行了总结归纳,通过现场试验和有限元模拟对桩承加筋土复合地基性状进行了研究。通过桩承加筋土复合地基现场静载试验,测得了沉降、桩土应力和土工格栅张拉力随荷载的变化曲线,并由此得到了桩土应力比和荷载分担比。试验表明:桩承加筋土复合地基能有效控制沉降和差异沉降,能较快完成沉降;随着荷载的增加,桩土应力以及土工格栅张拉力均变大;土工格栅张拉力随着离桩距离的增加而减小,最大张拉力出现在支撑格栅的桩边缘。通过循环加卸载试验,研究了循环荷载对桩承加筋土复合地基的影响,试验表明:循环荷载增加了总沉降和差异沉降,使得桩体作用进一步发挥,提高了桩土应力比和土工格栅张拉力。利用Plaxis7.2有限元软件对桩承加筋土复合地基的稳定性进行了研究,揭示了失稳破坏的三种破坏模式,并提出了土工格栅层数、位置、刚度,桩体特性以及垫层厚度等影响因素对桩承加筋土复合地基稳定性的影响。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.1.1 复合地基定义和分类
• 1.1.2 复合地基的发展概况
• 1.2 桩承加筋土复合地基的定义及应用现状
• 1.2.1 桩承加筋土复合地基的定义
• 1.2.2 桩承加筋土复合地基的工程应用进展
• 1.3 桩承加筋土复合地基的研究现状
• 1.3.1 桩承加筋土复合地基的试验研究
• 1.3.2 桩承加筋土复合地基的理论研究
• 1.3.3 桩承加筋土复合地基的数值研究
• 1.3.4 研究存在的问题
• 1.4 本文研究内容
• 1.5 研究方法
• 1.5.1 现场大型试验研究
• 1.5.2 试验数据分析
• 1.5.3 桩承加筋土复合地基稳定性有限元分析
• 第二章 桩承加筋土复合地基基本理论及设计方法
• 2.1 桩承加筋土复合地基作用机理
• 2.1.1 桩承加筋土复合地基作用
• 2.1.2 荷载传递机理研究
• 2.1.3 土工合成材料加筋土的加固机理
• 2.2 土工格栅—土协同作用
• 2.3 桩土应力比
• 2.3.1 饶卫国法
• 2.3.2 基于荷载传递分析法
• 2.4 沉降分析
• 2.4.1 PWRC法
• 2.4.2 基于薄板理论的计算方法
• 2.5 土工格栅加筋垫层的设计
• 2.5.1 BS8006法
• 2.5.2 Terzaghi法
• 2.5.3 Hewlett&Randolph理论
• 2.5.4 Carlsson法
• 2.5.5 Giroud法
• 2.6 桩的设计
• 2.7 稳定性研究
• 第三章 桩承加筋土复合地基现场试验
• 3.1 试验目的
• 3.2 试验场地工程概况
• 3.2.1 工程概况、处理要求及设计
• 3.2.2 试验点情况
• 3.3 试验所用设备和测点布置
• 3.3.1 试验所用设备
• 3.3.2 试验测点布置
• 3.4 试验过程
• 3.4.1 测点设备埋设
• 3.4.2 试验准备
• 3.4.3 复合地基静载试验
• 3.4.4 循环荷载试验
• 第四章 桩承加筋土复合地基性状研究
• 4.1 桩承加筋土复合地基沉降
• 4.1.1 静载试验沉降分析
• 4.1.2 循环加卸载试验沉降分析
• 4.2 桩土应力
• 4.3 土工格栅张拉力
• 4.4 本章小结
• 第五章 桩承加筋土复合地基稳定性分析
• 5.1 Plaxis7.2有限元软件介绍
• 5.2 模型的建立
• 5.2.1 模型背景
• 5.2.2 建立有限元模型
• 5.3 桩承加筋土复合地基失稳破坏模式
• 5.4 稳定性影响因素分析
• 5.4.1 土工格栅加筋层数及位置的影响
• 5.4.2 土工格栅刚度的影响
• 5.4.3 桩体特性的影响
• 5.4.4 垫层厚度的影响
• 5.5 工程实例失稳分析
• 5.5.1 失稳情况介绍
• 5.5.2 原因分析
• 5.6 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 进一步研究的建议
• 参考文献