新建連云港至鹽城鐵路途經(jīng)大范圍海相軟土區(qū)域,鐵路工程對路基變形要求較高,因此需要對具有高含水量、高壓縮性和低承載力等特點(diǎn)的軟土進(jìn)行加固。本文以連鹽鐵路灌云試驗段為依托,基于現(xiàn)場數(shù)據(jù)對新型釘型雙向攪拌樁加固鐵路軟土路基的性狀開展研究。論文主要研究內(nèi)容及成果如下:（1）基于灌云試驗段實測數(shù)據(jù),采用ABAQUS有限元建立了11組攪拌樁復(fù)合地基單樁靜載試驗?zāi)Ｐ?包括1組常規(guī)等直徑攪拌樁和10組擴(kuò)大頭尺寸不同的釘型攪拌樁,開展了釘型雙向攪拌樁擴(kuò)大頭尺寸優(yōu)化設(shè)計的研究。通過有限元軟件二次開發(fā),在模型的水泥土材料中考慮了應(yīng)變軟化效應(yīng),以使計算結(jié)果更接近真實情況。結(jié)果表明,攪拌樁的破壞模式、單樁極限承載力和殘余承載力隨著擴(kuò)大頭形狀的有序改變發(fā)生了明顯的變化,對于釘型雙向攪拌樁擴(kuò)大頭的優(yōu)化設(shè)計能夠提供參考。（2）結(jié)合現(xiàn)場成樁質(zhì)量檢測結(jié)果,通過對比釘型雙向攪拌樁和單向攪拌樁的成樁質(zhì)量檢測結(jié)果,展示了新型釘型雙向攪拌樁攪拌均勻性強(qiáng),且樁身強(qiáng)度高的特點(diǎn)。分析了單向攪拌樁、釘型雙向攪拌樁和等直徑雙向攪拌樁的荷載及傳遞規(guī)律。監(jiān)測了路堤荷載下復(fù)合地基地表沉降、樁土應(yīng)力比、樁體荷載分擔(dān)、超靜孔隙水壓力和側(cè)向位移等。結(jié)... 

【文章來源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1雙向攪拌樁鉆頭示意圖[10]

第一章緒論521(1)(1)()(1)ccrracacfreera（1-8）式中，ps為樁間土上的平均荷載集度；Es為土體的壓縮模量；L為樁長或加固區(qū)深度；a為攪拌樁的半徑；pp為樁頂上的平均荷載集度；為待定參數(shù)，可由b/a唯一確定，b為典型單元體的半徑；D由其余參數(shù)計算得出；zm為中性點(diǎn)的深度；r為樁間土距鄰近攪拌樁中心點(diǎn)的距離。（2）下臥層壓縮量S2的計算方法下臥層壓縮量通常采用分層總和法計算，但是欲確定公式中復(fù)合地基下臥層的附加應(yīng)力增量，需要確定傳遞到下臥層頂面的荷載。在目前的實踐中，通常采用壓力擴(kuò)散法和等效實體法計算下臥層頂面的荷載。應(yīng)力擴(kuò)散法是將復(fù)合地基看成雙層地基結(jié)構(gòu)，即由加固區(qū)土層和下臥區(qū)土層組成。作用于復(fù)合地基上的荷載，通過復(fù)合地基加固區(qū)土層產(chǎn)生應(yīng)力擴(kuò)散后將荷載傳遞給下臥區(qū)土層。荷載傳遞示意圖如圖1-3所示。圖1-3壓力擴(kuò)散法計算簡圖[27]作用在下臥層頂面的荷載可通過下式計算：(2)(2)bBDppBhtgDhtg（1-9）式中，為復(fù)合地基表面的荷載寬度；為復(fù)合地基表面的荷載長度；為復(fù)合地基加固區(qū)厚度；為復(fù)合地基加固區(qū)應(yīng)力擴(kuò)散角。對于平面應(yīng)變情況，上式可改寫為：2bBppBhtg（1-10）等效實體法是將地基復(fù)合土層看成一假想實體的計算方法，作用在下臥層頂面的荷載作用面與作用在復(fù)合地基表面的相同，等效實體周圍土體對等效實體的作用用摩阻力

東南大學(xué)碩士學(xué)位論文12表2-1數(shù)值模擬方案序號擴(kuò)大頭直徑（m）下部直徑（m）擴(kuò)大頭高度（m）擴(kuò)大頭尺寸系數(shù)DM0.640.64-1.00TDM-10.670.511.261.10TDM-20.700.59.331.21TDM-30.750.57.171.40TDM-40.800.55.741.61TDM-50.850.54.741.83TDM-60.900.54.002.06TDM-70.950.53.432.31TDM-81.000.52.992.58TDM-91.050.52.632.86TDM-101.100.52.333.15圖2-1不同擴(kuò)大頭尺寸系數(shù)的釘型雙向攪拌樁2.1.2模型建立本文模擬單樁靜載試驗，采用軸對稱計算模式。模型的整體計算深度取為25m，水平寬度取為10m。根據(jù)現(xiàn)場勘查試驗結(jié)果，將土層分為兩層，上部為淤泥質(zhì)土，厚度14m，下部為軟黏土，厚度11m。Potts在《Finiteelementanalysisingeotechnicalengineering》一書中指出[37]，分析豎向荷載作用的樁時，可不設(shè)置接觸面。由于單樁靜載試驗過程中加載歷時較短，軟土的滲透系數(shù)較低，兼顧試驗現(xiàn)場情況，所以該模型做出以下假設(shè)：（1）只設(shè)一根加載單樁；（2）地下水位線為地面；（3）荷載試驗的加載過程地基不排水，不考慮流固耦合，只進(jìn)行力學(xué)計算；（4）不設(shè)置接觸面；（5）上部和下部土體均考慮為服從摩爾庫倫屈服準(zhǔn)則的均質(zhì)彈塑性體；（6）計算過程中，模型左側(cè)和右側(cè)的水平位移被限制為零，允許發(fā)生豎向位移，模型底部的水平向和豎向位移均被限制為零。水泥土攪拌樁和樁周土體的單元類型為CAX4單元（四結(jié)點(diǎn)雙線性軸對稱四邊形單元）。模型網(wǎng)格劃分如圖2-2所示，樁體和靠近樁身的土體網(wǎng)格劃分相對較密，遠(yuǎn)離樁

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]釘形雙向水泥土攪拌樁單樁承載特性研究[J]. 席培勝,劉波,劉松玉.  地下空間與工程學(xué)報. 2015(06)
[2]水泥土攪拌樁復(fù)合地基固結(jié)機(jī)理室內(nèi)模型試驗[J]. 章定文,范禮彬,劉松玉,范連成,鄧永鋒.  中國公路學(xué)報. 2014(12)
[3]考慮樁土非等應(yīng)變的路堤荷載下攪拌樁復(fù)合地基沉降計算方法[J]. 章定文,謝偉,鄭曉國.  巖土力學(xué). 2014(S2)
[4]基于CPTU的中國實用土分類方法研究[J]. 劉松玉,蔡國軍,鄒海峰.  巖土工程學(xué)報. 2013(10)
[5]路堤荷載下基于上下樁徑比的釘形水泥土雙向攪拌樁承載機(jī)理研究[J]. 胡煥校,范俊海,羅大生,胡峰.  水資源與水工程學(xué)報. 2012(03)
[6]水泥土應(yīng)變軟化特性三軸試驗研究[J]. 歐明喜,劉新榮,曾芳金.  工程勘察. 2011(06)
[7]不排水樁復(fù)合地基固結(jié)解析解[J]. 盧萌盟,謝康和,周國慶,郭彪.  巖土工程學(xué)報. 2011(04)
[8]水泥土雙向攪拌樁在上海S32高速公路軟基加固中的應(yīng)用研究[J]. 李兵.  公路工程. 2010(04)
[9]靜三軸試驗中水泥土力學(xué)特性及本構(gòu)模型研究[J]. 王軍,丁光亞,潘林有,蔡袁強(qiáng),高玉峰.  巖土力學(xué). 2010(05)
[10]釘形攪拌樁與常規(guī)攪拌樁加固軟土地基的對比研究[J]. 劉松玉,朱志鐸,席培勝,易耀林.  巖土工程學(xué)報. 2009(07)

博士論文
[1]變截面攪拌樁復(fù)合地基穩(wěn)定分析方法研究[D]. 閆超.東南大學(xué) 2016
[2]中國高速鐵路對區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展影響研究[D]. 王鳳學(xué).吉林大學(xué) 2012
[3]路堤荷載下復(fù)合地基沉降計算方法研究[D]. 李海芳.浙江大學(xué) 2004

碩士論文
[1]雙向攪拌粉噴樁加固連鹽鐵路軟土地基應(yīng)用研究[D]. 廖存剛.東南大學(xué) 2015



本文編號：3547399