旋喷桩加固桥台地基沉降研究

论文摘要

地基是保证其上的各类建筑物、构筑物安全、稳定的重要前提,具有极其重要的作用。因此地基必须具有一定的强度、刚度和稳定性。尤其对于软弱地基,地基沉降计算是基础工程中的主要内容之一,同时也是三大难题之一。高压喷射注浆是一种处理软土地基的新技术,适用于建筑物的地基补强、防沉陷、防倾斜、防渗透、防砂基液化及地基隆起等。高压喷射注浆技术具有设备简单、施工方便、速度快、节省材料、效率高、成本低、操作简单、适用范围广等优点。可用于加固桥台软土地基,大幅度减小桥台地基沉降量。本论文以佛盐大桥桥台地基加固工程为背景,应用了地基固结沉降理论和有限元软件对桥台地基在旋喷桩加固前后的固结沉降变形进行计算分析。①桥台软土地基经用高压旋喷桩加固后,提高了地基的综合刚度,当复合模量提高为加固前的5倍时,地基最终沉降量降低为加固前的1/5.5;②桥台软土地基只在其基础外围加固,即地基的压缩模量提高4倍,相应的地基沉降量可减少3/5;③采用三维有限元数值分析表明,桩土复合地基当设有桩土接触界面所计算的地基沉降量比不设界面的大1/12;④通过对佛盐大桥桥台地基固结沉降计算分析表明,超静定无铰拱对地基沉降十分敏感。由于地基的不均匀沉降导致了台身和拱圈产生竖向和纵向裂缝,给桥梁的正常运营造成安全隐患。及时采取旋喷桩加固桥台地基,提高地基综合刚度是有效可行的方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.1.1 基础沉降计算是地基基础工程中的三大难题之一
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内外地基沉降计算研究进展
• 1.2.2 高压旋喷桩的应用现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 第二章 高压旋喷桩处理桥台地基不均匀沉降的应用
• 2.1 高压旋喷桩理论
• 2.1.1 高压旋喷桩的发展概况
• 2.1.2 高压喷射注浆法的机理
• 2.1.3 高压旋喷桩的成桩机理分析
• 2.1.4 水泥土的固结机理分析
• 2.1.5 高压旋喷桩的加固原理及特点
• 2.2 复合地基理论
• 2.2.1 高压旋喷桩复合地基加固机理分析
• 2.2.2 复合地基的效用
• 2.2.3 复合地基沉降计算模式
• 2.3 高压旋喷桩的应用
• 2.3.1 高压旋喷注浆的技术优势
• 2.3.2 高压喷射注浆法的主要特征
• 2.3.3 高压旋喷桩处理桥台地基不均匀沉降的应用
• 2.4 本章小结
• 第三章 佛盐大桥桥台地基加固前后固结沉降理论计算
• 3.1 地基土的固结沉降理论
• 3.1.1 地基土的力学性质
• 3.1.2 地基土的本构模型
• 3.1.3 地基土的固结沉降理论
• 3.1.4 地基沉降实用计算
• 3.2 佛盐大桥桥台地基加固前后的固结沉降计算分析
• 3.2.1 工程背景
• 3.2.2 桥台地基加固前后的固结沉降计算分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 佛盐大桥桥台地基加固前后沉降变形的有限元分析
• 4.1 有限元单元法基本理论
• 4.1.1 材料本构模型
• 4.1.2 接触本构模型
• 4.1.3 单元的数学力学分析
• 4.1.4 非线性分析方法
• 4.2 Ansys 在复合桩基分析中的应用
• 4.3 桥台裂缝与地基土计算参数的关系分析
• 4.3.1 有限元计算模型
• 4.3.2 地基土计算参数的变化对桥台基础不均匀沉降的影响
• 4.4 桥台地基加固前后沉降变形的有限元分析
• 4.4.1 桥台地基有限元分析模型
• 4.4.2 桥台地基加固前后沉降变形的有限元分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论与建议
• 5.1 主要结论
• 5.2 主要建议
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果