不同褥垫层厚度下大直径CFG桩复合地基桩土应力比试验研究

褥垫层厚度是调整复合地基工作状态的主要参数。基于相似关系开展了室内模型试验,分析了砂土地基中不同褥垫层厚度下大直径CFG桩复合地基桩土应力比的变化规律。试验结果表明:当褥垫层厚度一定时,桩土应力比随荷载增加先快速上升后趋于稳定;当荷载一定时,桩土应力比随褥垫层厚度增大而逐渐减小;在加载初期,桩间土发挥主要承载作用,随着荷载增加,桩体逐渐发挥承载能力;褥垫层具有应力扩散作用,过薄不利于桩间土承载能力的发挥,过厚不利于桩体承载能力的发挥;当桩土应力比为5.4~11.2,砂土地基的褥垫层厚度与桩径比合理取值范围为0.37~0.74,能够充分发挥桩土共同承载能力。基于试验结果,提出能合理反映砂土地基中褥垫层厚度对桩土应力比影响规律的数学模型,以期为类似工程设计施工提供借鉴。

基于Cvisc蠕变模型的CFG桩路基施工沉降分析

针对软土具有很强的流变特性,主要采用FLAC3D中的黏弹塑性模型Cvisc模拟软土路基在有蠕变参与和无蠕变参与沉降的对比。经过计算发现:蠕变20 a后路基沉降达到16 cm,而没有蠕变参与的路基沉降只有4 cm。软土路基蠕变位移占整个位移的一半以上。蠕变的过程其实是土体逐渐固结的过程,由于上部应力比较大,使得土体的沉降值继续增加。为防止沉降过大,对路基加CFG(水泥粉煤灰桩)进行处理,并且改用不同桩参数(桩长、弹性模量)后发现,桩的长度对于蠕变产生的影响要远远大于桩的弹性模量产生的影响。桩及褥垫层对于塑性区的影响较大,有利地减小了土体的破坏,使得土体的破坏区域集中在褥垫层附近,缩小了塑性区的范围。

CFG桩横向荷载作用下竖向沉降和承载力的试验研究

通过室内模型桩试验,分析了水平力对CFG桩竖向沉降和极限承载力的影响.运用三维有限元的方法,考虑了土体的弹塑性(Prandtl-Reuss模型),以及在桩土界面处设置接触单元来考虑桩土的滑移和开裂,对模型桩进行了模拟分析.通过现场原形实验,对分析结果进行验证.结果表明,水平荷载的存在,既增加了附加沉降量,也提高了极限承载力.

倾斜软土CFG桩复合地基上的路堤破坏模式研究

通过4组土工离心模型试验,研究了山区底面倾斜的软土层CFG桩复合地基路堤破坏模式。试验模拟了4种地基:倾斜天然软基,水平CFG桩复合地基,倾斜CFG桩复合地基,以及施工有缺陷的CFG桩复合地基。试验结果表明:(1)路堤荷载作用下,CFG桩易发生多次桩体断裂,最终形成能够随软土移动的刚性短桩;(2)底面倾斜的复合地基上,CFG桩的断裂更集中在下坡方向,路堤破坏的影响范围远大于水平地基的情况;(3)缺陷CFG桩复合地基路堤变形显著增大。

粉土地基CFG桩与螺杆桩复合地基承载特性对比分析

由于承载力高、造价低等优点,螺杆桩复合地基已在多条高速铁路、客运专线上广泛使用,但独特的变截面设计使得其受力机制和承载特性比普通直杆桩复杂。为研究粉土地基中螺杆桩的承载特性,以呼和浩特至准格尔新建铁路工程为背景,采用室内模型试验,对比分析螺杆桩和直杆桩的单桩及单桩复合地基承载特性。研究结果表明:在相同桩径和桩长条件下,螺杆桩单桩极限承载力比直杆桩单桩提高67%;螺杆桩单桩复合地基极限承载力比直杆桩单桩复合地基提高43%;螺杆桩的轴力在直杆与螺杆段的交界处出现明显拐点。直杆桩复合地基顶部存在负摩阻区,螺杆桩复合地基在直杆与螺杆段的交界点下方约30 cm处出现了负摩阻区,在工程设计、施工中,应注意变截面处的处理,以防止负摩阻力作用对桩体结构的破坏。

CFG桩加固饱和粉土地基的动力特性试验研究

以京沪高速铁路液化土地基加固为背景,利用大型堆叠式剪切变形模型箱,进行了模型比例1:10的CFG桩桩网结构地基加固饱和粉土地基的振动台模型试验,得出各级加载情况下地基路基响应加速度幅值放大系数的分布以及响应加速度幅值放大系数与各级加载加速度幅值的关系,分析了CFG桩桩网结构地基加固饱和粉土地基在地震作用下的加速度传递规律,得到了以下结论:(1)在加载加速度小于0.101g时,地基路基响应加速度幅值基本不放大,且加速度放大系数云图呈现水平状分布;(2)当加载加速度为0.161g时,桩间土的液化引起地基路基的响应加速度幅值放大系数的较大增加;(3)当加载加速度为0.210g时,桩间土液化的同时部分CFG桩发生剪断破坏,从而引起了地基路基的各响应加速度幅值放大系数的增大;(4)当加载加速度为0.324g和0.363g时,地基整体刚度的大幅度减小,在一定程度上降低了桩网结构地基传递振动的能力,从而导致加速度幅值放大系数相对前一级加载时减小;(5)整个加载过程中,粉土层的放大效应显著,而黏土层对加载加速度几乎没有放大作用。

基于三次曲线模型CFG桩复合地基中性点位置计算

为更好的体现桩侧摩阻力变化,将桩侧摩阻力随深度的关系变化曲线用三次曲线方程z=kτ^3+C代替,考虑桩土变形协调,建立平衡方程推导出CFG桩复合地基含有中性点位置的表达式与极限承载力表达式;依据现场CFG桩复合地基高应力静载荷试验数据对表达式进行对比验证对比结果表明基于三次曲线模型并考虑桩土变形协调下计算结果具有合理性;结合表达式,探究不同褥垫层厚度与桩径对中性点位置的影响并讨论其影响机制结论可为CFG桩复合地基的研究提供一定的参考价值.

CFG桩处理效果影响因素系统分析

由于影响CFG桩处理效果的因素很多,加之勘察、设计、施工等方面存在不确定性,使得CFG桩的处理效果在施工过程中难以控制。本文借助ADINA有限元软件,对采用CFG桩处理的不同路段进行了模拟,确定了不同因素对沉降量的影响情况。利用主成分分析方法,对各种影响因素进行综合评价,得到了CFG桩处理效果影响强弱的综合评价指标。研究表明,运用主成分分析法可以在很大程度上降低影响因素分析的复杂性和评价过程中的主观因素,从而提高了分析结论的可靠性。

软土路基中的新型CFG桩板结构试验研究

在对已有工程复合地基进行调研的基础上,提出了一种更经济实用的软基处理型式——CFG桩板结构复合地基。通过室内模型试验,对CFG桩板结构地基、天然软土地基及单桩地基的沉降进行了研究分析,得到了CFG桩板结构复合地基的沉降特性,为桩板结构的深入研究及工程应用提供了参考依据。

下卧层刚度对CFG桩复合地基承载特性的影响研究

结合某高速铁路CFG桩加固湿陷性黄土地基的工程实例,采用室内模型试验和数值模拟的方法,研究了下卧层刚度对CFG桩复合地基承载特性的影响。通过模型试验,获得了天然地基、悬浮式和支承式CFG桩复合地基的P-S曲线以及桩土应力比曲线。采用有限元分析软件,模拟以上三种工况在路堤荷载作用下的位移和桩土应力比。模型试验表明:下卧层刚度对湿陷性黄土CFG桩复合地基沉降影响效果显著,支承式CFG桩复合地基的桩土应力比更大。数值模拟与模型试验的结果基本一致,二者可以相互印证。

基于BP神经网络的CFG桩辅助设计的研究

在分析影响CFG桩复合地基承载力因素的基础上,确定出辅助设计模型的结构,并应用收集到的工程实际资料对所建立的神经网络进行训练,以构造出用于辅助设计的神经网络模型,指出应用该模型进行设计可有效克服依据经验公式带来的误差。

CFG桩单桩承载力离心模型试验与现场试验对比分析

某码头堆场软土地基发生了推移,在典型区采用CFG桩网复合地基进行加固。通过CFG桩离心模型试验和现场静载试验,研究了CFG桩单桩承载性状,对比分析了离心模型试验和现场静载试验的单桩承载变形差异,并与规范方法计算的单桩竖向极限承载力进行了比较。结果表明,离心模型试验和现场静载试验的Q-s曲线均存在比较明显的差异,离心模型试验得出的单桩极限承载力大于现场静载试验,两者的最大试验荷载基本一致,单桩竖向极限承载力计算值低于离心模型和现场静载试验值。

框筒结构体系下变桩长CFG桩复合地基基底反力及变形特性试验研究

通过框筒结构体系下变桩长CFG桩复合地基模型试验,实测得到了其基底反力及变形特征并进行了分析,得出了以下结论:(1)采用长桩强化核心筒区、短桩相对弱化外框架柱区,核心筒与外框柱中间区域采用中等长度桩,在使用荷载水平下,基础中轴线纵向挠曲为0.25‰,基础对角线纵向挠曲为0.21‰。(2)在使用荷载水平下,核心筒区桩顶应力明显高于外框架柱区,核心筒区桩顶应力相对均匀,角桩最大,边中桩次之,中心桩最小;核心筒区桩间土应力与外框架柱区相差不大,整体上桩间土应力分布较为均匀,3个分区的桩间土承载力均可充分发挥。(3)在使用荷载水平下,核心筒区基底反力最高,分布较为均匀,呈线性分布;核心筒区至外框柱区基底反力逐步衰减;外框柱区域基底反力最低,分布较为均匀,基本呈线性分布;基底反力总体上呈盆形分布,基底反力分布与复合模量相关性明显,大致成线性关系。

路堤荷载下CFG桩复合地基失稳破坏特性离心模型试验

掌握路基工程CFG桩复合地基失稳破坏特性是建立稳定分析方法的基础。针对路堤荷载作用下深厚软黏土地基,开展了3组CFG桩复合地基离心模型试验,采用自行研制的空中泄砂装置模拟路堤分层填筑过程,设计制作砂浆包裹石墨芯的模型桩监测桩体破坏时序,通过摄影测量技术获取地基土位移场云图,分析复合地基的承载与变形特性及失稳滑动形态。试验表明,随路堤荷载增加,位于坡脚附近的桩体首先发生破坏,并逐渐向路堤中心发展,呈现渐进破坏特点,复合地基发生整体失稳后滑面近似呈圆弧状;桩体破坏形态与桩周土体变形特性密切相关,地基发生隆起变形的坡脚附近桩体呈现拉弯破坏特征,承受路堤荷载较大的路肩附近桩体以压弯破坏为主;桩帽对桩土荷载分担影响显著,桩身轴力增大可提高桩体抗弯拉能力,有利于复合地基稳定性提高。

CFG桩单桩荷载传递性状研究

以荷载传递法为基础,选用双曲线荷载传递函数,以桩身轴力为迭代变量,通过迭代计算具体分析了相关因素对CFG桩荷载传递规律的影响,分析表明,用该荷载传递法分析CFG桩的荷载传递规律是可行的。

CFG桩复合地基沉降预测的灰色理论模型对比研究

CFG桩复合地基的工后沉降受到多种不确定因素的影响。本文根据灰色系统理论的处理方法,分别采用普通GM(1,1)模型、新息GM(1,1)模型和新陈代谢GM(1,1)模型,对采用CFG桩进行地基处理的某建筑物地基沉降进行了预测。结果表明:新陈代谢GM(1,1)模型由于淘汰掉旧的沉降数据、加入新的沉降数据,所以能够更准确地模拟CFG桩复合地基沉降的真实情况。

CFG桩复合地基沉降的灰色预测

高速铁路CFG桩复合地基(路基)沉降是一个复杂的过程,采用MATLAB语言编写了基于XGM(1,1)模型预测地基沉降的程序,并将其应用于CFG复合地基沉降量的预测。通过对灰色预测XGM(1,1)模型在工程实例的应用和对比,证实XGM(1,1)模型运用到工程实际中是可行的。

CFG桩加固黄土地基承载特性的模型试验研究

本文首先介绍了相似理论在室内模型实验中的运用,确定出了本次模型试验的相关参数。然后通过荷载作用下CFG桩复合地基模型试验,分析对比了天然地基、不带桩帽复合地基、带桩帽复合地基的沉降以及桩土应力关系。最后得出结论,即CFG桩可有效加固黄土地基。

基于离心模型试验的路堤下CFG桩破坏模式研究

利用离心模型试验研究了路堤下复合地基CFG桩的破坏模式。试验表明,路基位移和滑动面基本对称,滑动面最先在边坡范围内出现,滑动面由3段直线组成,滑动体两端类似主动区和被动区;软土层中部和底部附近正负弯矩最大;CFG桩主要破坏形式为受弯断裂,软土层中部和底部附近桩身受弯断裂方向相反,边坡范围内的桩首先断裂,滑动面内的CFG桩受弯断裂成3-5段。CFG桩受弯断裂后仍有一定的竖向荷载承载能力。

路堤下CFG桩复合地基桩土应力比计算修正

为了更准确地反映刚性桩复合地基的工作状态,提高实际工程质量,以路堤下CFG复合地基为研究对象,在基本假定的前提下,分别建立类端承桩复合地基和类摩擦桩复合地基的力学模型。分析导出CFG桩复合地基工作的受力平衡条件及变形协调条件,对路堤下CFG桩复合地基桩土应力比计算公式进行修正,并对桩土应力比的影响因素进行分析。以相关文献中基础工程的现场桩土应力实测资料为基础数据,运用修正后的计算方法进行验证。结果表明,类端承型CFG桩复合地基桩土应力比的计算结果与实测结果较为吻合,修正后的计算方法能满足实际工程计算的需要。研究成果可提高实际工作中承载力和沉降的计算准确度,为进一步完善CFG桩地基工程设计及计算方法提供参考。