本文關(guān)鍵詞：樁承式路基二維土拱效應(yīng)及其加固機(jī)理研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：樁承式復(fù)合路基主要由樁、砂石墊層、路堤填料和軟土路基四部分組成。與傳統(tǒng)路基加固方法相比,它可以有效控制工后沉降、節(jié)省工程成本、減小工程所需的時(shí)間,因此樁承式路基已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于軟土地區(qū)的路堤建設(shè)中。實(shí)際工程中,設(shè)計(jì)人員的重點(diǎn)在于路堤中土拱效應(yīng)的發(fā)揮和路堤的高度:路堤較低、土拱效應(yīng)發(fā)揮不充分,路堤表面會(huì)出現(xiàn)差異沉降,影響路堤的正常使用;反之,路堤過(guò)高則會(huì)降低樁承式路基的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。本文首先介紹了樁承式路基的作用機(jī)理、樁間土應(yīng)力的計(jì)算方法。然后通過(guò)室內(nèi)模型試驗(yàn),研究了傳統(tǒng)Trapdoor試驗(yàn)和樁承式路基二維試驗(yàn)中破壞面的發(fā)展趨勢(shì),并提出了樁間土應(yīng)力的計(jì)算方法。最后利用數(shù)值模擬對(duì)軟土地區(qū)樁承式路基的加固機(jī)理進(jìn)行了敏感性分析,重點(diǎn)研究了路堤中的等沉面高度以及應(yīng)力轉(zhuǎn)移大小。(1)利用多重拱理論的計(jì)算結(jié)果,可以知道,路堤填料的性質(zhì)、填土高度以及樁間距都能影響路堤荷載的轉(zhuǎn)移,合理的選擇路堤填料、確定樁帽尺寸與樁間距之比,能夠有效的提高樁承式路基的加固性能。通過(guò)Zhuang等提出的計(jì)算理論,定量分析加筋體薄膜效應(yīng),結(jié)果表明:加筋體拉伸強(qiáng)度越大,加筋作用越明顯;軟土厚度越大,路基沉降越大,加筋作用越明顯;軟土壓縮模量越大,路基性質(zhì)越好,加筋體的加筋效果不能得到很好地發(fā)揮;樁(帽)尺寸越大,作用在加筋體上的豎向應(yīng)力越小,加筋體的加固作用得不到很好地發(fā)揮。(2)Trapdoor二維試驗(yàn)中,隨著活動(dòng)板沉降量的增加,填土中出現(xiàn)多級(jí)破壞面,破壞面形狀逐漸由三角形向豎直面轉(zhuǎn)換。樁承式路基二維土拱效應(yīng)試驗(yàn)中,由于樁的存在,填土中破壞面形狀與Trapdoor二維試驗(yàn)有所不同:在活動(dòng)板下降過(guò)程中,樁頂部會(huì)出現(xiàn)一個(gè)被擠密的三角楔形體,填土荷載通過(guò)這個(gè)楔形體向樁頂轉(zhuǎn)移,楔形體的高度與填土內(nèi)摩擦角和樁寬度密切相關(guān);當(dāng)填土高度與活動(dòng)板寬度之比(高寬比)大于等于3時(shí),填土表面不會(huì)出現(xiàn)差異沉降;基于試驗(yàn)得到的破壞面形狀,推導(dǎo)了作用在活動(dòng)板上土應(yīng)力的理論計(jì)算公式。通過(guò)理論計(jì)算公式與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比,驗(yàn)證了理論計(jì)算公式的有效性。(3)隨著活動(dòng)板沉降量的不斷增加,填土表面的沉降量逐漸增大,沉降發(fā)展趨勢(shì)與地基承載力曲線類似,存在一個(gè)臨界活動(dòng)板沉降量。一旦活動(dòng)板沉降量大于此臨界值,填土表面沉降急劇發(fā)展,填土將面臨失穩(wěn)。填土密度越小,活動(dòng)板寬度越大,臨界沉降量越小,填土穩(wěn)定性越低。(4)簡(jiǎn)化數(shù)值模擬結(jié)果表明,當(dāng)路堤相對(duì)高度大于4時(shí),樁土差異沉降不會(huì)延伸到路堤表面,路堤中出現(xiàn)等沉面,等沉面的高度為樁間凈距的1.5-2倍;當(dāng)?shù)瘸撩娈a(chǎn)生后,樁體荷載分擔(dān)比隨路堤高度基本不再發(fā)生變化;當(dāng)樁間距和路堤高度保持不變時(shí),等沉面的高度和樁體荷載分擔(dān)比隨軟土性質(zhì)的增強(qiáng)線性減小。(5)樁承式路基加固效果的三維數(shù)值模擬結(jié)果表明,樁模量可以在一定程度上可以減小軟土的路基沉降,樁模量達(dá)到一定值后,增加樁模量對(duì)改善樁承式路基加固效果的作用不大;路堤填筑速率對(duì)樁承式路基的承載力穩(wěn)定性比較大,路堤填筑速率過(guò)大,路基中孔隙水壓力增長(zhǎng)較快,路基會(huì)發(fā)生承載力破壞,路堤的填筑將不能正常完成;樁長(zhǎng)對(duì)路基沉降影響比較大,樁長(zhǎng)越長(zhǎng),路基表面沉降越小;樁間距對(duì)樁承式路基加固效果的影響特別大,增加樁間距會(huì)導(dǎo)致路基表面沉降和差異沉降的增加;等沉面的出現(xiàn)意味著路基表面差異沉降不會(huì)延伸到路堤表面,利用第四章的計(jì)算公式可以估算路堤中等沉面的高度,為樁承式路基的設(shè)計(jì)提供初步參考依據(jù);通過(guò)數(shù)值計(jì)算結(jié)果與理論結(jié)果的對(duì)比,可以說(shuō)明Terzaghi理論和多重拱理論可以很好的計(jì)算樁承式路基中樁土應(yīng)力比。
【關(guān)鍵詞】：樁承式路基 模型試驗(yàn) 三維數(shù)值模擬 土拱效應(yīng) 等沉面高度 樁體荷載分擔(dān)比
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U416.1
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-20
• 變量注釋表20-21
• 1 緒論21-33
• 1.1 研究背景21-22
• 1.2 樁承式復(fù)合路基應(yīng)用現(xiàn)狀)22-25
• 1.3 樁承式復(fù)合路基研究現(xiàn)狀25-31
• 1.4 存在的問(wèn)題31
• 1.5 本文研究?jī)?nèi)容31-33
• 2 樁承式復(fù)合路基工作性能的理論研究33-53
• 2.1 樁承式復(fù)合路基的工作原理33
• 2.2 土拱效應(yīng)的理論研究33-43
• 2.3 加筋體薄膜效應(yīng)的理論研究43-47
• 2.4 參數(shù)分析47-52
• 2.5 本章小結(jié)52-53
• 3 土拱效應(yīng)的模型試驗(yàn)研究53-79
• 3.1 引言53-54
• 3.2 試驗(yàn)裝置54-57
• 3.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)57-59
• 3.4 試驗(yàn)方法59
• 3.5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析59-77
• 3.6 本章小結(jié)77-79
• 4 簡(jiǎn)化的樁承式路基三維數(shù)值模擬79-95
• 4.1 引言79
• 4.2 數(shù)值模擬模型79-82
• 4.3 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)82-83
• 4.4 參數(shù)分析83-93
• 4.5 本章小結(jié)93-95
• 5 樁承式路基加固效果的三維數(shù)值模擬95-118
• 5.1 引言95
• 5.2 有限元模型的建立95-97
• 5.3 樁承式路基計(jì)算模型97-103
• 5.4 參數(shù)分析103-117
• 5.5 本章小結(jié)117-118
• 6 結(jié)論與展望118-120
• 6.1 結(jié)論 (Conclusions)118-119
• 6.2 展望 (Prospect)119-120
• 參考文獻(xiàn)120-126
• 作者簡(jiǎn)歷126-128
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集128

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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本文編號(hào)：437428