組合型復(fù)合地基是一種新型的地基處理技術(shù),在軟土地基處理中逐漸得到應(yīng)用,但是由于其固結(jié)理論研究較為滯后,使其推廣和應(yīng)用受到了極大的限制。本文以推動(dòng)組合型復(fù)合地基固結(jié)理論的成熟為目標(biāo),對(duì)組合型復(fù)合地基的固結(jié)問(wèn)題進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究,得到一些有益的成果。1、基于軸對(duì)稱(chēng)固結(jié)模型,以透水樁為中心,將邊界上的不透水樁及其涂抹區(qū)簡(jiǎn)化為連續(xù)的不透水墻,并考慮透水樁的體積壓縮,建立了組合型復(fù)合地基的固結(jié)微分方程,利用邊界條件和初始條件,得到了透水樁打穿時(shí)外部荷載瞬時(shí)施加情況下的地基固結(jié)解析解。與文獻(xiàn)中模型進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明本文求解得到的固結(jié)速率能夠避免因忽略透水樁體積變化而高估組合型復(fù)合地基的固結(jié)速率的問(wèn)題,結(jié)果更為合理。2、針對(duì)透水樁未打穿軟土層時(shí)的組合型復(fù)合地基,基于軸對(duì)稱(chēng)固結(jié)模型和雙層地基固結(jié)理論,將上層加固區(qū)進(jìn)行一維等效,與下層加固區(qū)聯(lián)立求解,得到了考慮透水樁樁體壓縮的固結(jié)解析解。該解析解中上下層加固區(qū)的固結(jié)速率一致,孔隙水壓力連續(xù),更符合實(shí)際。3、用ADINA軟件建立了軸對(duì)稱(chēng)簡(jiǎn)化模型、方形樁簡(jiǎn)化模型和未簡(jiǎn)化模型等多種組合型復(fù)合地基有限元分析模型,分析表明軸對(duì)稱(chēng)有限元模型計(jì)算結(jié)果與本文解析解的結(jié)果一致性較好,說(shuō)明本文的解析解可信;簡(jiǎn)化模型與未簡(jiǎn)化模型的結(jié)果規(guī)律一致,差別不大,說(shuō)明將組合型復(fù)合地基的固結(jié)問(wèn)題簡(jiǎn)化為軸對(duì)稱(chēng)問(wèn)題合理可行。4、建立了群樁有限元模型與單個(gè)計(jì)算單元模型,對(duì)比發(fā)現(xiàn):群樁復(fù)合地基的固結(jié)速率比單個(gè)計(jì)算單元地基的固結(jié)速率快;無(wú)論群樁或者是單樁,打穿條件下的組合型復(fù)合地基固結(jié)速率均較不打穿時(shí)固結(jié)速率快。5、對(duì)樁徑比、擾動(dòng)效應(yīng)、井阻效應(yīng)和樁土模量比等影響地基固結(jié)的主要因素進(jìn)行了分析發(fā)現(xiàn):組合型復(fù)合地基的固結(jié)速率受透水樁的施工擾動(dòng)效應(yīng)、不透水樁的壓縮模量和透水樁加固深度影響較大,而受不透水樁的施工擾動(dòng)效應(yīng)、透水樁的壓縮模量影響較小;在透水樁未打穿軟土層時(shí)組合型復(fù)合地基中,上下層加固區(qū)的土體模量和滲透系數(shù)的變化對(duì)整個(gè)地基的固結(jié)速率影響效果不完全相同。6、以固結(jié)速率和總沉降為兩個(gè)主要控制對(duì)象,對(duì)影響復(fù)合地基的多個(gè)因素進(jìn)行了分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn):施工擾動(dòng)和井阻效應(yīng)對(duì)其固結(jié)過(guò)程有影響,而對(duì)總沉降沒(méi)有影響;樁徑比和樁土模量比對(duì)固結(jié)和總沉降都有影響;打穿條件下,透水樁加固深度主要影響地基的總沉降,未打穿條件下,透水樁深度對(duì)固結(jié)過(guò)程影響較大,而對(duì)總沉降的影響較小。各個(gè)因素對(duì)復(fù)合地基的固結(jié)和總沉降的影響有主次之分,側(cè)重點(diǎn)不同。因此,可以利用各因素的作用差異,并基于“強(qiáng)強(qiáng)組合”原則提出了地基優(yōu)化措施,可為實(shí)際工程參考。
【學(xué)位單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TU470
【部分圖文】：

c樁半徑 =0.2pr m，其樁間距都為 2.1m；樁土均為均質(zhì)彈性材料，樁土頂端設(shè)置剛性板，荷載瞬時(shí)施加在剛性板上， 1000P =kPa。計(jì)算模型單元如圖 2-1（b）所示，模型的其他參數(shù)見(jiàn)表 4-1。表 4-1 模型參數(shù)表Table 4-1 Parameters of the models分析方法H/mEs/MPaEp/MPaEc/MPaμsμpμc滲透系數(shù)/（10-5m/d）kvkhkc有限元 10 5 250 50 0.35 0.3 0.3 5 10 104解析解 10 5 250 50 - - - 5 10 104注：μs、μp和 μc分別為土體、不透水樁和透水樁的泊松比，其他符合意義同前。接下來(lái)的研究涉及到透水樁打穿軟土層條件下組合型復(fù)合地基與透水樁不打穿軟土層條件下組合型復(fù)合地基，為敘述方便，這里稱(chēng)前者為復(fù)合地基Ⅰ，后者為復(fù)合地基Ⅱ。4.3.2 透水樁打穿軟土層條件下組合型復(fù)合地基固結(jié)模型由于解析解按軸對(duì)稱(chēng)模型求出，為保證對(duì)比的有效性，首先建立了二維模型（模型采用 2D 實(shí)體單元 Axisymmetric 受力狀態(tài)）和三維軸對(duì)稱(chēng)模型，見(jiàn)圖 4-1（a）、（b）；為尋求模型的簡(jiǎn)化，分別建立了方形樁和柱形樁三維模型，見(jiàn)圖 4-1（c）、（d）。

（a） （b） （c）圖 4-4 不同有限元模型的孔隙水壓力分布圖Fig.4-4 Distribution of pore pressure in different finite element models.3.3 透水樁不打穿軟土層條件下組合型復(fù)合地基固結(jié)模型10-310-210-11001011021.00.80.60.40.20.0UTh2 D 模型解析解（按沉降計(jì)算）圖 4-5 固結(jié)度隨時(shí)間變化曲線(xiàn)（復(fù)合地基Ⅱ）Fig.4-5 Relationship between U and Th （combined composite foundationⅡ）圖 4-5 為透水樁不打穿軟土層條件下復(fù)合地基固結(jié)速率的解析解與有限元解的，可以看出，兩者的結(jié)果一致性較好，說(shuō)明解析解能夠很好的反映該復(fù)合地基的固
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2889596