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钉形水泥搅拌桩加固软土复合地基研究

作　者: 姚成
导　师: 梅国雄
学　校: 江苏科技大学
专　业: 结构工程
关键词: 钉形水泥土搅拌桩复合地基软土基础数值模拟沉降计算
分类号: TU472
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

钉形双向水泥搅拌桩(钉形桩)作为一种新型加固软土地基的技术具有广阔的发展前景，本文在总结前人研究的基础上通过现场试验和数值模拟分析钉形桩复合地基在路堤荷载下的沉降模式和变形特性，提出了考虑桩顶向上刺入填土量、加固区压缩量以及下卧层压缩量的钉形双向水泥搅拌桩复合地基的沉降计算方法，主要内容如下：(1)通过现场试验研究钉形桩对软土地基的加固效果。现场试验表明钉形双向水泥搅拌桩的成桩质量优于常规桩，加固效果好于常规桩复合地基；复合地基的桩土应力比和桩土荷载分担比受桩顶处桩体面积置换率影响比较大；钉形桩复合地基的加固效果受扩大头高度H、桩间距S的影响比较明显。(2)通过三维数值分析手段定性模拟钉形桩加固软土地基的影响因素。主要包括钉形桩复合地基的扩大头高度H、扩大头直径D、桩间距S、桩长L和桩身模量E p对软土地基的加固效果。结果表明：桩土应力比和桩体荷载分担比主要受桩顶的桩体面积置换率影响，面积置换率越大桩土应力比越小，桩体荷载分担比越大；加固区的沉降量主要受加固区桩体的体积置换率和桩身模量的影响，桩体体积置换率越大加固区的沉降量越小；加固区下卧层沉降量和桩身模量以及桩体的体积置换率有关：桩身模量越大，桩体体积置换率越大，下卧层沉降量越大。(3)在现场试验和数值模拟以及前人研究成果的基础上对钉形桩复合地基的受力模型做了一些必要的假设和简化，推导出了同时考虑桩顶刺入量、加固区压缩量和下卧层压缩量并以填土高度h和桩土等沉面he为未知量的计算复合地基沉降的计算公式。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-12
第一章绪论  12-20
  1.1 前言  12
  1.2 研究现状与发展趋势  12-19
    1.2.1 技术应用的研究现状与发展趋势  12-15
    1.2.2 理论研究的研究现状和发展趋势  15-19
  1.3 主要的研究内容和技术路线  19-20
第二章钉形搅拌桩复合地基现场实验研究  20-34
  2.1 引言  20
  2.2 试验段概况  20-23
    2.2.1 工程地质条件  20-21
    2.2.2 水文地质条件  21-22
    2.2.3 试验方法  22-23
  2.3 现场试验结果分析  23-32
    2.3.1 现场成桩质量  23-26
    2.3.2 桩土应力比和荷载分担比  26-27
    2.3.3 桩顶和桩间土沉降  27-28
    2.3.4 分层沉降  28-32
  2.4 本章小结  32-34
第三章钉形桩加固软土地基影响因素分析  34-62
  3.1 引言  34
  3.2 三维拉格朗日差分法简介  34-37
    3.2.1 有限差分法  34-35
    3.2.2 拉格朗日元法  35
    3.2.3 FLAC-3D 简介  35-36
    3.2.4 FLAC-3D 的求解流程  36-37
  3.3 数值分析模型  37-40
    3.3.1 模型计算参数  37-39
    3.3.2 桩-土接触面参数的确定  39
    3.3.3 模拟方案  39-40
  3.4 计算结果分析  40-61
    3.4.1 扩大头高度的影响分析  40-44
    3.4.2 扩大头直径的影响分析  44-48
    3.4.3 桩间距的影响分析  48-52
    3.4.4 桩身模量的影响分析  52-57
    3.4.5 桩长的影响分析  57-61
  3.5 本章小结  61-62
第四章沉降计算方法  62-74
  4.1 引言  62
  4.2 理论计算模型  62-64
  4.3 沉降计算  64-72
    4.3.1 路堤填土的沉降计算  64-67
    4.3.2 加固区的沉降计算  67-69
    4.3.3 下卧层的沉降计算  69-71
    4.3.4 计算参数确定  71
    4.3.5 沉降计算步骤  71
    4.3.6 计算结果对比  71-72
  4.4 本章小结  72-74
第五章结论与展望  74-76
  5.1 全文主要结论  74-75
  5.2 存在的不足  75-76
参考文献  76-79
攻读学位期间发表的学术论文  79-80
致谢  80

钉形水泥搅拌桩加固软土复合地基研究

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