樁體模量對水泥土攪拌樁復(fù)合地基破壞影響研究
發(fā)布時間：2021-06-29 01:11
針對目前水泥土攪拌樁復(fù)合地基整體穩(wěn)定性研究主要基于假定全部樁體發(fā)生剪切或者彎曲破壞的不足,采用有限差分法,對不同位置處樁體的受力特性,破壞模式以及復(fù)合地基整體破壞過程的開展方向進(jìn)行研究,在此基礎(chǔ)上,分析樁體彈性模量對樁體受力、破壞模式和破壞順序的影響。結(jié)果表明:水泥土攪拌樁復(fù)合地基在路堤荷載作用下,會同時發(fā)生彎曲與剪切2種破壞模式,并且水泥土攪拌樁受力在空間分布上具有很大的不同;路堤荷載作用下,樁體的破壞具有漸進(jìn)性,坡肩以外樁體更易發(fā)生彎曲破壞,破壞方向由坡腳首先發(fā)生,并向路堤中心逐漸延伸,而路堤內(nèi)側(cè)樁體更容易發(fā)生剪切破壞,破壞方向由路堤中心向坡腳延伸;隨著樁體彈性模量的增加,樁體會由剪切破壞轉(zhuǎn)變?yōu)閺澢茐?低模量水泥土攪拌樁復(fù)合地基會首先發(fā)生內(nèi)部剪切破壞,之后坡腳處發(fā)生彎曲破壞;高模量水泥土攪拌樁復(fù)合地基會先于坡腳處發(fā)生彎曲破壞,隨后在路堤中心發(fā)生剪切破壞;樁體彈性模量的提高會增加樁體抗彎剛度,使其承擔(dān)更大的彎矩,更容易發(fā)生彎曲破壞。
【文章來源】：中國公路學(xué)報. 2020,33(09)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】：9 頁
【部分圖文】：
不同樁體模量復(fù)合地基破壞開展過程
由第2節(jié)可知，水泥土攪拌樁復(fù)合地基支承路堤發(fā)生整體失穩(wěn)時，剪切、彎曲2種不同類型的破壞模式會同時產(chǎn)生；然而，樁體彈性模量的改變會使得樁體的承載特性發(fā)生變化，從而改變其破壞模式[27]。本節(jié)將系統(tǒng)地研究不同彈性模量下，樁體的破壞模式隨填筑高度及超載的變化，在此基礎(chǔ)上，對復(fù)合地基破壞開展過程進(jìn)行詳細(xì)描述。本節(jié)中，將路堤自重與路堤頂面超載的和定義為路堤等效荷載。為了更直觀地反映出每個加載階段剪應(yīng)力以及拉應(yīng)力的發(fā)揮水平，引入應(yīng)力發(fā)揮系數(shù)，其大小為當(dāng)前路堤等效荷載作用下截面最大剪應(yīng)力（拉應(yīng)力）與樁體的極限剪應(yīng)力（拉應(yīng)力）之比，此處截面拉應(yīng)力為水平推力作用產(chǎn)生的彎矩進(jìn)而形成的樁體最外側(cè)截面的拉應(yīng)力。當(dāng)應(yīng)力發(fā)揮系數(shù)達(dá)到1時，認(rèn)為此時樁體已經(jīng)達(dá)到了極限狀態(tài)，相應(yīng)會發(fā)生剪切（彎曲）破壞[28]。圖6為不同樁體模量情況下，1#,3#,5#,7#,9#樁體應(yīng)力隨路堤等效荷載的變化情況。
采用理想彈塑性模型模擬樁體破壞后性狀是目前廣泛使用的破壞后性狀模型[25-26]，其屈服準(zhǔn)則及應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系如圖4所示。當(dāng)樁體拉應(yīng)變達(dá)到屈服拉應(yīng)變時，拉應(yīng)力達(dá)到極限拉應(yīng)力，此時樁體進(jìn)入塑性，隨著拉應(yīng)變的增加，拉應(yīng)力保持不變。圖4 理想彈塑性破壞后性狀
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]State-of-the-art review of soft computing applications in underground excavations[J]. Wengang Zhang,Runhong Zhang,Chongzhi Wu,Anthony Teck Chee Goh,Suzanne Lacasse,Zhongqiang Liu,Hanlong Liu. Geoscience Frontiers. 2020(04)
[2]復(fù)合地基極限承載力與穩(wěn)定研究進(jìn)展[J]. 鄭剛,周海祚. 天津大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)與工程技術(shù)版). 2020(07)
[3]基于漸進(jìn)破壞的路堤下剛性樁復(fù)合地基的穩(wěn)定性分析及控制[J]. 鄭剛,楊新煜,周海祚,孫佳羽. 巖土工程學(xué)報. 2017(04)
[4]剛性樁復(fù)合地基支承路堤穩(wěn)定破壞機(jī)理的離心模型試驗[J]. 鄭剛,李帥,刁鈺. 巖土工程學(xué)報. 2012(11)
[5]地基處理技術(shù)發(fā)展綜述[J]. 鄭剛,龔曉南,謝永利,李廣信. 土木工程學(xué)報. 2012(02)
[6]剛性樁加固軟弱地基上路堤的穩(wěn)定性問題（Ⅰ）——存在問題及單樁條件下的分析[J]. 鄭剛,劉力,韓杰. 巖土工程學(xué)報. 2010(11)
[7]廣義復(fù)合地基理論及工程應(yīng)用[J]. 龔曉南. 巖土工程學(xué)報. 2007(01)
本文編號：3255409
【文章來源】：中國公路學(xué)報. 2020,33(09)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】：9 頁
【部分圖文】：
不同樁體模量復(fù)合地基破壞開展過程
由第2節(jié)可知，水泥土攪拌樁復(fù)合地基支承路堤發(fā)生整體失穩(wěn)時，剪切、彎曲2種不同類型的破壞模式會同時產(chǎn)生；然而，樁體彈性模量的改變會使得樁體的承載特性發(fā)生變化，從而改變其破壞模式[27]。本節(jié)將系統(tǒng)地研究不同彈性模量下，樁體的破壞模式隨填筑高度及超載的變化，在此基礎(chǔ)上，對復(fù)合地基破壞開展過程進(jìn)行詳細(xì)描述。本節(jié)中，將路堤自重與路堤頂面超載的和定義為路堤等效荷載。為了更直觀地反映出每個加載階段剪應(yīng)力以及拉應(yīng)力的發(fā)揮水平，引入應(yīng)力發(fā)揮系數(shù)，其大小為當(dāng)前路堤等效荷載作用下截面最大剪應(yīng)力（拉應(yīng)力）與樁體的極限剪應(yīng)力（拉應(yīng)力）之比，此處截面拉應(yīng)力為水平推力作用產(chǎn)生的彎矩進(jìn)而形成的樁體最外側(cè)截面的拉應(yīng)力。當(dāng)應(yīng)力發(fā)揮系數(shù)達(dá)到1時，認(rèn)為此時樁體已經(jīng)達(dá)到了極限狀態(tài)，相應(yīng)會發(fā)生剪切（彎曲）破壞[28]。圖6為不同樁體模量情況下，1#,3#,5#,7#,9#樁體應(yīng)力隨路堤等效荷載的變化情況。
采用理想彈塑性模型模擬樁體破壞后性狀是目前廣泛使用的破壞后性狀模型[25-26]，其屈服準(zhǔn)則及應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系如圖4所示。當(dāng)樁體拉應(yīng)變達(dá)到屈服拉應(yīng)變時，拉應(yīng)力達(dá)到極限拉應(yīng)力，此時樁體進(jìn)入塑性，隨著拉應(yīng)變的增加，拉應(yīng)力保持不變。圖4 理想彈塑性破壞后性狀
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]State-of-the-art review of soft computing applications in underground excavations[J]. Wengang Zhang,Runhong Zhang,Chongzhi Wu,Anthony Teck Chee Goh,Suzanne Lacasse,Zhongqiang Liu,Hanlong Liu. Geoscience Frontiers. 2020(04)
[2]復(fù)合地基極限承載力與穩(wěn)定研究進(jìn)展[J]. 鄭剛,周海祚. 天津大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)與工程技術(shù)版). 2020(07)
[3]基于漸進(jìn)破壞的路堤下剛性樁復(fù)合地基的穩(wěn)定性分析及控制[J]. 鄭剛,楊新煜,周海祚,孫佳羽. 巖土工程學(xué)報. 2017(04)
[4]剛性樁復(fù)合地基支承路堤穩(wěn)定破壞機(jī)理的離心模型試驗[J]. 鄭剛,李帥,刁鈺. 巖土工程學(xué)報. 2012(11)
[5]地基處理技術(shù)發(fā)展綜述[J]. 鄭剛,龔曉南,謝永利,李廣信. 土木工程學(xué)報. 2012(02)
[6]剛性樁加固軟弱地基上路堤的穩(wěn)定性問題（Ⅰ）——存在問題及單樁條件下的分析[J]. 鄭剛,劉力,韓杰. 巖土工程學(xué)報. 2010(11)
[7]廣義復(fù)合地基理論及工程應(yīng)用[J]. 龔曉南. 巖土工程學(xué)報. 2007(01)
本文編號：3255409
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