长板—短桩加固软土地基理论与应用研究

论文摘要

软土地基的处理是高速公路建设中经常遇到的问题,目前较常采用的方法是排水固结法和水泥土搅拌法。由于地质条件复杂多变,当遇到较厚且渗透系数较低的软土层时,上述两种方法的处理效果并不十分理想,原因在于这两种方法在处理深度上都有相应的限制条件。因而提出采用较长的排水板和短的粉喷桩处理较厚的软土层,并对由此形成的长板短桩复合地基在路堤荷载下的固结、沉降变形和荷载传递特性展开研究。排水板处理软土地基时其合理设置深度的研究。利用等效竖向渗透系数,将排水板处理地基转化为双层地基,并利用双层地基固结度的解,求取排水板处理地基的平均固结度;采用上述方法对处治深度不同的地基计算固结度,得到:排水板处理软土地基时,有一个合理的设置深度,当超过该深度时,对加快地基固结的帮助并不明显,并对排水板合理设置深度的影响因素作出分析。kve粉喷桩处理软土地基时有效桩长的研究。基于土工有限元理论,借助于有限元程序对粉喷桩复合地基在路堤荷载下的沉降进行数值模拟,从沉降变形方面确定粉喷桩的有效桩长,并对其影响因素进行分析。长板短桩复合地基在进行平均固结度计算时,分两步简化的方法将其化为双层地基,并对照双层地基固结度的解,导出复合地基平均固结度的解;复合地基固结度的理论解与数值计算的解进行了分析比较,两者基本一致;利用长板短桩复合地基固结度的理论解,计算不同工况下复合地基的固结度,以分析粉喷桩的桩体模量、桩间距、桩长和排水板的实际通水量对复合地基固结过程和孔隙水压力消散过程的影响。借助于有限元程序,采用平面应变轴对称分析的方法,对长板短桩复合地基进行建模。分析该复合地基在柔性荷载的作用下,荷载传递的规律和沉降变形的规律,并对其影响因素作了一定的对比性研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 立题的背景及意义
• 1.2 国内外发展概况
• 1.2.1 塑料排水板处理地基的发展概况
• 1.2.2 粉喷桩处理地基的发展概况
• 1.2.3 排水板粉喷桩联合处理地基的发展概况
• 1.3 本文研究的主要内容
• 第2章 排水板处理软基合理处治深度的研究
• 2.1 塑料排水板处理地基的简化
• 2.2 双层地基平均固结度的解
• 2.2.1 计算模型的建立
• 2.2.2 模型孔压的一般解答
• 2.2.3 平均固结度的解
• 2.3 有效排水深度影响因素分析
• 2.3.1 平均固结度的计算
• 2.3.2 排水板设置间距的影响
• 2.3.3 排水板实际通水量的影响
• 2.3.4 软弱土层水平向渗透系数的影响
• 2.4 本章小结
• 第3章 复合地基中粉喷桩有效桩长的研究
• 3.1 有效桩长的概念
• 3.2 有效桩长的研究现状
• 3.3 研究有效桩长的目的
• 3.4 路基荷载下复合地基数值建模与计算
• 3.4.1 有限元法的基本原理
• 3.4.2 有限元程序在岩土工程中的应用
• 3.4.3 数值建模与计算
• 3.5 计算结果分析
• 3.5.1 桩间距与有效桩长的关系
• 3.5.2 桩的模量与有效桩长的关系
• 3.5.3 荷载水平与有效桩长的关系
• 3.5.4 桩间距与沉降的关系
• 3.6 本章小结
• 第4章 长板短桩复合地基固结理论研究
• 4.1 相关固结理论的概述
• 4.1.1 双层地基一维固结理论
• 4.1.2 水泥搅拌桩复合地基固结理论
• 4.2 长板短桩复合地基固结度的计算
• 4.2.1 计算思路
• 4.2.2 粉喷桩复合地基固结度的计算
• 4.3 模型验证及比较
• 4.4 长板短桩复合地基固结影响因素分析
• 4.4.1 桩间距的影响
• 4.4.2 桩长的影响
• 4.4.3 桩体模量的影响
• 4.4.4 排水板实际通水量的影响
• 4.5 本章小结
• 第5章 长板短桩加固软土地基数值模拟
• 5.1 现有复合地基数值分析方法简介
• 5.2 数值建模
• 5.3 长板短桩复合地基的荷载传递规律
• 5.3.1 长板短桩复合地基荷载传递的基本规律
• 5.3.2 长板短桩复合地基荷载传递影响因素分析
• 5.4 长板短桩复合地基沉降变形规律
• 5.4.1 长板短桩复合地基沉降变形的基本规律
• 5.4.2 长板短桩复合地基沉降变形影响因素分析
• 5.5 本章小结
• 第6章 长板短桩复合地基的方案设计
• 6.1 长板短桩处理软土地基的适用范围
• 6.2 方案比选
• 6.3 长板短桩复合地基方案设计内容
• 6.3.1 复合地基承载力的计算
• 6.3.2 复合地基固结度的计算
• 6.3.3 复合地基沉降计算
• 6.3.4 复合地基稳定性计算
• 6.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢