吹填土地基应用CFG桩复合地基的模型试验与数值分析

论文摘要

目前CFG桩复合地基技术较少应用于处理吹填土地基,CFG桩复合地基的承载力及沉降规律与地质条件密切相关。因此,吹填土地基CFG桩复合地基桩土分担作用及影响因素、吹填土地基CFG桩复合地基沉降规律、吹填土地基CFG桩复合地基适用条件,需要进行试验研究。本文以厦门市科技项目“吹填土地基应用CFG桩复合地基关键技术研究”为背景,在以上方面进行了系统的室内模型试验研究和数值理论分析。对CFG桩复合地基的工程特性、受力变形特性、复合地基的作用机理进行了探讨。对现场地质条件的岩土和力学工程特性进行了简单介绍。结合现场的地质条件,进行的室内模型试验,主要针对吹填土地基和吹填土地基存在淤泥层两种地基情况展开,每种情况又分别进行了单桩、双桩和四桩三种桩型布置情况下的试验。每组试验分为两种工况：一是不同褥垫层厚度试验；二是单桩复合地基承载力试验。每组试验均测量桩身轴力、桩间土压力、复合地基沉降量。通过试验找出了CFG桩复合地基的承载力、沉降规律,得到了实际复合地基的桩土应力比与桩土荷载分担比的范围,得出了合理的褥垫层厚度。同时也试验验证了CFG桩复合地基在夹淤泥层地基中的规律,通过对比可以得到,淤泥软弱层对CFG桩复合地基的影响。借助FLAC3D有限元分析软件,对CFG桩复合地基进行了一系列的数值模拟分析。对比了数值模拟与室内模型试验的结果。探讨了桩型、桩长、基础埋深、褥垫层和软弱层对CFG桩复合地基的影响。得到了相应的结果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题的背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文主要研究内容
• 第2章 CFG桩复合地基
• 2.1 CFG桩桩体材料特性
• 2.2 CFG桩复合地基的工程特性
• 2.3 CFG桩复合地基受力和变形特性
• 2.4 CFG桩复合地基褥垫层的作用
• 第3章 现场岩土工程地质条件
• 3.1 岩土层岩性及分布情况
• 3.2 地下水位及其变化幅度
• 3.3 主要地基土层物理力学参数统计
• 3.4 地基岩土工程分析与评价
• 3.5 CFG桩复合地基方案
• 第4章 模型试验
• 4.1 试验概况
• 4.1.1 试验内容
• 4.1.2 试验材料
• 4.1.3 测试方法
• 4.1.4 试验步骤
• 4.1.5 模型地基检测
• 4.2 吹填土地基试验
• 4.2.1 单桩
• 4.2.2 双桩
• 4.2.3 四桩
• 4.3 夹淤泥层地基试验
• 4.3.1 双桩
• 4.3.2 四桩
• 4.4 试验综合分析
• 4.4.1 地基承载力
• 4.4.2 桩土应力比
• 4.4.3 桩土荷载分担比
• 4.4.4 轴应力分析
• 第5章 CFG桩复合地基的数值模拟分析
• 5.1 概述
• 5.2 本构模型
• 5.2.1 弹性模型
• 5.2.2 摩尔-库仑模型
• 5.2.3 接触面模型
• 5.3 网格划分
• 5.4 计算参数
• 5.5 计算模型验证
• 5.5.1 室内模型试验--单桩
• 5.5.2 室内模型试验--4桩
• 5.6 CFG桩复合地基影响因素分析
• 5.6.1 CFG桩复合地基的变形与受力特征
• 5.6.2 桩型布置的影响
• 5.6.3 桩长的影响
• 5.6.4 基础埋深影响
• 5.6.5 褥垫层的影响
• 5.6.6 淤泥夹层的影响
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和主要科研工作