钉形水泥土双向搅拌桩承载力特性研究

论文摘要

工程施工中常常会遇到诸多不良性质的软弱土层,软土地基处理技术已得到了社会各界的广泛关注与发展。钉形水泥土双向搅拌桩作为一种新兴的地基处理方法近年来在我国沿海地区成功实践并有着良好的发展态势,为了更好地掌握和应用该法,本文通过对其单桩以及单桩复合地基进行室内、现场试验和数值模拟,进一步分析研究了其承载机理,为今后该法的推广和普及打下坚实的理论基础,从而更好地指导该法的设计与施工。其主要内容包括：1、查阅大量相关资料,详细地介绍了钉形水泥土双向搅拌桩及其相关理论,并对本文的具体研究内容和方法进行分析；2、从水泥土加固机理角度分析,结合水泥土室内无侧限抗压强度试验和现场标准贯入试验,分析了影响钉形水泥土双向搅拌桩桩身强度质量的主要因素,包括水泥型号、水泥掺入量(W)、水泥土龄期(d)、桩长(L)等；3、根据现场载荷试验,即在桩身各段埋设应变片,检测应变片的变形量从而计算得到桩体各深度处的桩身轴力与附加应力值,并对所得数据进行整理与分析,得到钉形水泥土双向搅拌桩单桩桩身轴力、附加应力与扩大头高度(H)、直径(D)、上覆荷载(P)关系与桩身荷载传递规律,进而分析研究其承载机理；4、运用FLAC3D有限差分软件分别对钉形水泥土双向搅拌桩单桩复合地基进行荷载—沉降数值模拟,得出L、H、D与承载力之间的关系；对桩身轴力与侧摩阻力进行模拟,得出其与H、上下桩径比(R)、桩体模量(Ep)、桩周土体模量(Es)、持力层模量(Ec)、P的关系；对桩体荷载分担比进行模拟,得到其与H、D、P、地基土内摩擦角(φ)、粘聚力(c)之间的关系；共设14个计算模型,对每个模型进行求解与监测,得到各参数与模拟对象的关系曲线,从而更直观地了解掌握钉形水泥土双向搅拌桩单桩复合地基的本质规律；5、通过一系列试验与模拟,可将所得结论应用于今后钉形水泥土双向搅拌桩的各参数的设计过程中,合理选择各参数的取值,协调各参数之间的关系,从而达到优化设计、指导实践、增加效益的目的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 研究现状及存在问题
• 1.2.1 研究现状
• 1.2.2 存在问题
• 1.3 本文主要研究方法及内容
• 1.3.1 研究方法
• 1.3.2 研究内容
• 第二章 钉形水泥土双向搅拌桩桩身强度研究
• 2.1 钉形水泥土双向搅拌桩简介
• 2.1.1 技术特点
• 2.1.2 施工机械
• 2.1.3 艺流程
• 2.2 钉形水泥土双向搅拌桩水泥土加固机理
• 2.2.1 微观机理
• 2.2.2 宏观机理
• 2.3 室内无侧限抗压强度试验研究
• 2.3.1 试验方法简介
• 2.3.2 数据分析
• 2.4 现场标准贯入试验研究
• 2.4.1 试验方法简介
• 2.4.2 数据分析
• 2.5 本章小结
• 第三章 钉形水泥土双向搅拌桩承载力特性研究
• 3.1 承载力的计算
• 3.1.1 原位测试法
• 3.1.2 公式法
• 3.1.3 荷载传递法
• 3.2 桩身荷载传递规律研究
• 3.2.1 试验准备
• 3.2.2 数据分析与讨论
• 3.3 本章小结
• 第四章 基于FLAC3D的承载机理数值模拟研究
• 4.1 FLAC3D简介
• 4.2 材料参数的选取
• 4.3 模型建立
• 4.4 模拟方案
• 4.5 数值分析
• 4.5.1 P-S曲线模拟
• 4.5.2 桩身轴力与侧摩阻力模拟
• 4.5.3 桩体荷载分担比模拟
• 4.6 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 本文主要研究结论
• 5.2 本文存在的不足及研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 学习期间参与的科研、工程项目及成果