CFG桩—帽—网复合地基性状研究

论文摘要

CFG桩复合地基因其沉降量小、承载力高、稳定快、工期短、桩体强度可变、加固效果显著等特点,取得了较好的社会效益和经济效益。CFG桩自1988年成功运用于工程实践以来,已在建筑、矿山、水利交通等各个领域得到广泛的应用,成为国内外土木工程学者广泛关注的焦点。近年来,CFG桩复合地基又引入桩帽元素,改变了CFG桩复合地基的性状,因此,对CFG桩—帽—网复合地基性状的研究具有重要的工程意义。本文首先结合高速铁路CFG桩复合地基现场试验实测资料,利用FLAC3D建立起路堤荷载下CFG桩复合地基三维数值计算模型,并将计算结果与现场实测数据进行对比分析,验证模型的可靠性。然后,对影响路堤荷载下CFG桩—帽—网复合地基性状的因素(包括桩间距、桩帽尺寸、褥垫层模量、褥垫层厚度、桩伸入持力层深度、桩间土模量、持力层模量),分别进行数值分析研究,从沉降和桩土应力两方面分析得出各因素对CFG桩—帽—网复合地基性状的影响规律及其影响程度,从而对CFG桩—帽—网复合地基性状作出全面的分析。本文还对软土地基常用的处理方法(桩网、桩—帽—网、桩板结构复合地基)进行了数值计算对比分析,得出三种地基处理方法在沉降和桩土应力比、荷载分担比方面各自表现出来的特征,从而对实际工程中复合地基设计给予了一定的借鉴作用。最后,在对CFG桩—帽—网复合地基的性状作出全面分析、对比三种不同地基处理方法的基础上,总结得出CFG桩—帽—网复合地基与其它地基处理方法相比所具有的特点。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 复合地基概述
• 1.2.1 复合地基的定义、分类及形成条件
• 1.2.2 柔性桩与刚性桩的区分
• 1.2.3 复合地基发展历史
• 1.3 路堤荷载下CFG桩复合地基的研究现状
• 1.3.1 理论分析方面
• 1.3.2 试验研究方面
• 1.3.3 数值分析方面
• 1.4 本文主要研究内容和技术路线
• 第2章 CFG桩复合地基基本理论
• 2.1 基本概念
• 2.2 CFG桩复合地基的组成及形式
• 2.3 CFG桩复合地基加固机理
• 2.4 路堤土拱效应理论
• 2.5 CFG桩复合地基各组成部分的作用
• 2.6 CFG桩复合地基设计计算
• 2.6.1 CFG桩复合地基承载力计算
• 2.6.2 CFG桩复合地基沉降计算
• 第3章 CFG桩复合地基数值模拟
• 3.1 FLAC3D程序简介
• 3.2 FLAC3D程序基本原理
• 3.2.1 有限差分原理
• 3.2.2 时步确定及解的稳定性问题
• 3.3 FLAC3D程序的本构模型
• 3.3.1 零模型
• 3.3.2 弹性模型
• 3.3.3 德鲁克—普拉格（Drucker-Prager）模型
• 3.3.4 摩尔—库仑（Mohr-Coulomb）模型
• 3.4 CFG桩复合地基数值模拟
• 3.4.1 CFG桩复合地基模型
• 3.4.2 模型的可靠性验证
• 3.4.3 CFG桩设置桩帽与不设桩帽对比分析
• 第4章 CFG桩—帽—网复合地基性状研究
• 4.1 概述
• 4.2 桩间距的影响
• 4.2.1 竖向变形分析
• 4.2.2 桩土应力比分析
• 4.3 桩帽尺寸的影响
• 4.3.1 竖向变形分析
• 4.3.2 桩土应力比分析
• 4.4 褥垫层模量的影响
• 4.4.1 竖向变形分析
• 4.4.2 桩土应力比分析
• 4.5 褥垫层厚度的影响
• 4.5.1 竖向变形分析
• 4.5.2 桩土应力比分析
• 4.6 桩间土模量的影响
• 4.6.1 竖向变形分析
• 4.6.2 桩土应力比分析
• 4.7 持力层模量的影响
• 4.7.1 竖向变形分析
• 4.7.2 桩土应力比分析
• 4.8 桩端伸入持力层深度的影响
• 4.8.1 竖向变形分析
• 4.8.2 桩土应力比分析
• 4.9 本章小结
• 第5章 不同地基处理方案对比分析
• 5.1 概述
• 5.2 三种地基处理计算方案对比分析
• 5.2.1 模型及基本参数
• 5.2.2 计算结果对比分析
• 5.3 CFG桩—帽—网复合地基的特点
• 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研实践