隨著我國道路拓展、工程建設(shè)的不斷推進(jìn),筋箍碎石樁（GESC）復(fù)合地基技術(shù)被廣泛應(yīng)用。雖然已有較多碎石樁地基承載力及沉降變形等方面的研究,但對土體初始應(yīng)力的假設(shè)均為各向同性,忽略了豎向應(yīng)力的影響,這與實(shí)際情況有明顯差異。如何合理描述自然軟土的沉積和固結(jié)特性,建立更加切合實(shí)際情況的受力變形分析模型已成為目前研究的重點(diǎn)與難點(diǎn)。為此,本文通過理論分析的方法,針對筋箍碎石樁支護(hù)路堤的受力變形計(jì)算方法進(jìn)行了較為深入的研究。主要研究內(nèi)容如下:首先,基于碎石樁復(fù)合地基國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,總結(jié)了筋箍碎石樁復(fù)合地基的加固機(jī)理以及常見的破壞模式;著重探討了路堤等柔性基礎(chǔ)下筋箍碎石樁復(fù)合地基的受力變形機(jī)理;提出了基于圓孔擴(kuò)張理論分析實(shí)際樁體徑向鼓脹和豎向沉降變形的計(jì)算思路。其次,在圓孔擴(kuò)張理論基礎(chǔ)上,采用考慮天然軟土各向異性的修正劍橋（K₀-MCC）模型分析了樁周土體徑向應(yīng)力和塑性區(qū)邊界位移變化;同時假設(shè)樁體變形符合彈塑性模型,分析了樁體徑向與豎向的應(yīng)力和變形;通過建立精確的徑向應(yīng)力和垂直應(yīng)力的平衡分析方程,推導(dǎo)得出了筋箍碎石樁支護(hù)路堤中樁體徑向位移、樁頂豎向沉降以及樁周土體位移的理論計(jì)算方... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

復(fù)合地基分類組合型復(fù)合地基組合樁型復(fù)合地基

燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-6-材料的環(huán)箍效應(yīng)，將散體材料束縛起來，增加了樁體的圍限力，防止樁身過早發(fā)生鼓脹破壞。這類樁型在國際上被稱為“GeotextileEncasedColumn”、“EncapsulatedStoneColumn”或者“Geosynthetic-EncasedStoneColumn（GESC）”等，在中文文獻(xiàn)中，被稱為“袋裝碎石樁”、“加筋碎石樁”、“格柵套筒碎石樁”、“筋箍碎石樁”等，在本文中將統(tǒng)稱為筋箍碎石樁，圖1-3為采用筋箍碎石樁支護(hù)路堤復(fù)合地基示意圖。圖1-3路堤-筋箍碎石樁復(fù)合地基示意圖土工合成材料具有較高的抗拉強(qiáng)度及剛度，在豎向荷載作用下，筋箍碎石樁發(fā)生側(cè)向鼓脹變形，土工合成材料拉伸產(chǎn)生圍壓約束可以有效限制樁體變形，防止樁體提前破壞。筋箍碎石樁結(jié)合了碎石樁與土工合成材料的優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于巖土工程領(lǐng)域加固軟土地基，并取得了較好的加固效果與經(jīng)濟(jì)效益。但目前對筋箍碎石樁承載與變形方面的理論研究相對較少，難以滿足工程設(shè)計(jì)的需求。因此根據(jù)實(shí)際情況建立考慮樁體、加筋體和樁周土體特性的變形計(jì)算分析具有非常重要的理論與實(shí)際意義。1.2.1試驗(yàn)研究早在1988年，國內(nèi)倪士坎和潘秋元[17]就對筋箍碎石樁進(jìn)行了單樁的原位試驗(yàn)，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與有限元單元法相應(yīng)結(jié)果進(jìn)行分析對比。1990年，方家強(qiáng)[18]進(jìn)行了大比尺的室內(nèi)模型試驗(yàn)，研究了三軸壓縮應(yīng)力狀態(tài)下筋箍碎石樁受力變形特性。李廣信和蔡飛[19,20]通過模型試驗(yàn)研究了軟土地基下水平鋪設(shè)土工格柵加筋材料的碎石樁和在樁體頂部加筋的筋箍碎石樁兩種加固方法。其中，水平加筋體與土體間

燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-8-國外，1999年，印度Rajagopal等[30]開展了從單個到多個土工格柵筋箍碎石樁的三軸壓縮試驗(yàn)，研究了土工格柵約束對碎石樁強(qiáng)度和剛度特性的影響，其試驗(yàn)?zāi)Ｐ腿鐖D1-4所示。試驗(yàn)表明了土工格柵的性能對柱體的粘聚力有較大影響，并提出了一種估算碎石樁表觀粘聚力的方法。圖1-4筋箍碎石樁單元三軸試驗(yàn)示意圖Ayadat和Hanna[31]對筋箍碎石樁加固的可塌陷的軟弱地基進(jìn)行模型試驗(yàn)研究，主要分析了碎石樁長度、土工材料加筋長度和剛度對承載力和沉降特性的影響。試驗(yàn)結(jié)果顯示，樁長或加筋剛度的增加，筋箍碎石樁的承載能力均增加。另外提出了預(yù)測筋箍碎石樁承載能力和沉降的理論方法，與已有文獻(xiàn)結(jié)果對比基本一致。Malarvizhi[32]通過室內(nèi)試驗(yàn)對單獨(dú)的端承和非端承筋箍碎石樁加固地基的承載力和沉降性能進(jìn)行了研究，試驗(yàn)表明加筋明顯改善了其性能增加了穩(wěn)定性，并通過有限元模擬的方法驗(yàn)證了試驗(yàn)結(jié)果的合理性。Wu和Hong[33]進(jìn)行了一系列三軸壓縮試驗(yàn)，研究了兩種不同密度的砂樁在采用三種不同土工布加筋后的應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律，得出了增加偏應(yīng)力、減小體積和徑向應(yīng)變將引起筋箍碎石樁圍壓應(yīng)力明顯增加的結(jié)論，合理的解釋了加筋體的增強(qiáng)效果。Gniel和Bouazza[34,35]建立了模型試驗(yàn)，提出了一種“重疊法”對碎石樁體進(jìn)行簡單而有效的包裹，這樣有效提高了樁體的固定性，因而增加了樁體剛度，使剛體具有更高的抵抗能力；也對筋箍碎石樁的受力變形機(jī)理進(jìn)行了研究，分析了筋材的應(yīng)力應(yīng)變特性及鼓脹破壞時的應(yīng)力關(guān)系。Murugesan和Rajagopal[36]通過建立筋箍碎石樁室內(nèi)模型試驗(yàn)，定性定量的研究了單樁和群樁碎石樁復(fù)合地基在荷載作用的徑向、豎向變形規(guī)律。結(jié)果表明：最大徑向位移變形出現(xiàn)在兩倍樁徑深度處；普通碎石樁的承

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：3330796