高速鐵路剛性樁樁網(wǎng)復(fù)合地基沉降特性研究.pdf

1、剛性樁樁網(wǎng)復(fù)合地基作為一種有效的沉降控制地基處理手段，目前已在軟土地區(qū)高速鐵路路基建設(shè)中取得廣泛應(yīng)用，并取得了良好的工程效益。然而其沉降變形理論還缺乏深入的研究，理論研究落后于工程實(shí)踐。本文通過室內(nèi)模型試驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和數(shù)值分析的手段，對(duì)剛性樁樁網(wǎng)復(fù)合地基荷載傳遞機(jī)理和沉降特性進(jìn)行研究。
　　本文首先針對(duì)高速鐵路路堤荷載下剛性樁樁網(wǎng)復(fù)合地基的受力變形特性、荷載傳遞規(guī)律進(jìn)行分析，對(duì)現(xiàn)有規(guī)范的沉降計(jì)算方法進(jìn)行了總結(jié)。在調(diào)研復(fù)合地基室內(nèi)模

2、型試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用量綱分析法推導(dǎo)剛性樁復(fù)合地基模型試驗(yàn)的相似常數(shù)，設(shè)計(jì)并選取了四組具有可比性的模型試驗(yàn)對(duì)剛性樁復(fù)合地基沉降進(jìn)行研究，得到了加固前后軟基極限承載力、復(fù)合地基荷載—沉降和荷載—樁土應(yīng)力的關(guān)系曲線，揭示了樁底下刺量隨樁長(zhǎng)和下臥層模量變化的規(guī)律。
　　基于室內(nèi)模型試驗(yàn)，采用ABAQUS軟件建立彈塑性三維模型，與室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，確定了樁土摩擦參數(shù)的取值范圍。數(shù)值模擬結(jié)果表明，在樁底2倍樁徑的范圍內(nèi)，樁底土壓力和樁間

3、土土壓力差異很大，附加應(yīng)力呈近似W的形狀。而超過這個(gè)范圍內(nèi)，附加應(yīng)力衰減的很快，在樁底以下5倍樁徑的位置，附加應(yīng)力已經(jīng)近似于勻布荷載分布。
　　選取高速鐵路客專剛性樁（預(yù)應(yīng)力混凝土管樁）+樁帽+土工格柵墊層的復(fù)合地基加固典型現(xiàn)場(chǎng)斷面形式，現(xiàn)場(chǎng)埋設(shè)傳感器，對(duì)試驗(yàn)工點(diǎn)地基面沉降、地基土分層沉降、樁土應(yīng)力進(jìn)行測(cè)試?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果表明，在路堤填筑和堆載預(yù)壓階段，隨著荷載的增加，地基沉降變形不斷增加。在恒載期，測(cè)試表明下臥層的壓縮量增量遠(yuǎn)大于

4、加固區(qū)范圍內(nèi)的壓縮增量，預(yù)壓五個(gè)月以后地基沉降發(fā)展趨于收斂。利用現(xiàn)有沉降計(jì)算方法對(duì)監(jiān)測(cè)斷面進(jìn)行沉降理論計(jì)算，針對(duì)試驗(yàn)斷面對(duì)不同的沉降計(jì)算方法的適用性進(jìn)行分析。
　　基于有限元分析軟件PLAXIS，建立滲流固結(jié)路堤斷面模型，對(duì)路堤分層填筑施工過程和一年預(yù)壓期內(nèi)復(fù)合沉降變形以及樁土應(yīng)力隨時(shí)間的變化進(jìn)行模擬分析。結(jié)果表明沉降變形發(fā)展趨勢(shì)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)基本一致，數(shù)值模型能夠很好的模擬剛性樁地基沉降變形隨時(shí)間的變化規(guī)律。對(duì)不同樁間距復(fù)合地基模型