桩承加筋式路堤的承载机理研究

具有深厚软弱下卧层的路堤可采用桩承加筋式复合地基,以提高地基的承载力、减小路堤总沉降和差异沉降,而且可以布成疏桩,提高桩土荷载分担比,降低工程成本,在国内外的应用越来越广泛。本文采用拉格朗日描述位移的大变形有限元分析方法,研究桩承加筋式路堤的荷载通过土拱效应和拉筋材料传递到桩身的机理和变化规律,及其受路堤填筑高度、桩身刚度和桩间距、路堤填土的工程性质、拉筋材料抗拉刚度和铺设位置的影响性状。通过数值分析,得到一些有助于桩承加筋式路堤设计的结论。

桩承加筋垫层复合地基桩土应力比分析

对带桩帽的桩承式复合地基水平加筋垫层进行受力变形分析,得出加筋体的挠曲变形量及筋材拉应力。在此基础上,视复合地基中竖向桩体和桩间土体为线弹性体,由静力平衡及变形协调条件,同时考虑筋材拉应力的作用,得到水平加筋垫层上下桩土应力比的计算方法。该方法能反映桩土间的差异沉降量、水平向加筋体抗力作用、桩间距、桩帽直径等因素对桩土应力比的影响。最后,采用该方法对某一现场试验结果进行分析,理论值与实测值吻合较好。水平加筋垫层的存在使复合地基桩土应力比增大,地基承载力提高,用文中方法计算桩承加筋垫层复合地基桩土应力比是可行的。

桩承加筋路堤中路堤与褥垫层共同作用理论分析

从桩承加筋路堤中加筋褥垫层与路堤填土共同作用的实际情况出发,利用弹性力学对路堤填土单元进行了力学平衡分析,同时考虑到加筋褥垫层的工作状态类似于连续梁板的特性,根据PCC桩承加筋路堤的设计参数及现场测试结果,将现浇混凝土薄壁管桩(PCC)桩承加筋路堤中的加筋褥垫层视为弹性薄板,再根据薄板小挠度理论,推导出了桩土差异沉降等计算公式。又根据填土与褥垫层变形协调、应力连续的条件,在忽略褥垫层材料本身压缩量的前提下将加筋褥垫层变形分析与填土变形分析相结合,提出了求解填土等沉面高度、桩土应力、桩土差异沉降的方法,最后通过与现场实测结果对比,验证了方法的正确性。

高速列车荷载下桩承加筋路堤荷载传递机制数值分析

桩承加筋路堤是近来发展起来的软土地基处理技术,具有用桩数量少、节约工程成本、加快工程进度的优点。采用有限元方法研究高速列车荷载下桩承加筋路堤的应力变化规律,分析路堤各部分应力随软土的变形模量、桩弹性模量、格栅弹性模量和桩间距的变化规律。结果表明:上述4个因素对桩中应力、土中应力、桩土应力比、格栅拉应力都有一定的影响。

桩承加筋路堤性状的有限元分析

桩承加筋路堤提高地基的承载力、减小沉降和差异沉降,减小路基的侧向变形,提高桩土荷载分担比,降低工程成本,应用越来越广泛。本文以一个路堤工程为原型,采用Plaxis 8．2软件,利用拉格朗日大变形的分析方法,研究软土地基上的桩承加筋路堤的变形性状。分析了加筋材料的抗拉刚度、加筋的布置方式、桩间距和桩身刚度对桩承加筋路堤性状的影响。

桩承加筋路堤中褥垫层对地基沉降的影响分析

桩承加筋路堤中褥垫层对调整桩土荷载分担有直接影响,并进而对沉降产生影响。根据有限元对桩承加筋路堤进行数值模拟的结果认为,褥垫层对沉降的影响值得考虑,随着褥垫层模量、厚度以及摩擦角的增加,地基沉降是减小的。而加强褥垫层对桩顶局部压入作用的限制,则是通过褥垫层实现减小沉降的关键。

基于状态空间法的桩承加筋路堤分析方法

为快速求解桩承加筋路堤力学响应问题进而评价其路用性能,引入状态空间法,基于弹性地基梁理论将加筋垫层视作弹性地基上的欧拉直梁,建立考虑接触界面水平摩阻和非均匀刚度地基的解析模型,将位移和内力同时作为状态向量建立状态方程,求得任意竖向荷载下桩承加筋路堤解析模型的内力和变形。通过与已有文献、有限元的计算结果对比,验证了解析结果。参数分析表明,垫层厚度的变化对结构变形的影响大于垫层模量;路堤填土高度的增大使得土拱效应和拉膜效应充分发挥,但导致桩土差异沉降变大;适当增加垫层厚度,提高垫层模量可以有效地降低路堤沉降,改善桩土应力比。

桩承加筋路堤中褥垫层作用分析

桩承加筋路堤中褥垫层是重要组成部分,对桩土应力以及沉降等的调整起了十分关键的作用。利用有限元对路堤荷载下桩承加筋路堤中的单桩以及加固范围内的土体进行了数值模拟。模拟结果表明,在桩承加筋路堤中的桩体受力状态有别于一般刚性基础下的桩体,受正摩阻力和负摩阻力共同作用,并不断调整。通过分析认为,褥垫层的模量和厚度对桩土应力调整以及路堤沉降等均会产生影响,随着褥垫层模量、厚度,会导致更多的荷载转移到桩体上,桩土应力比增加,桩土差异沉降略有减小,最终使得路堤沉降也是减小的。通过总结认为,改善褥垫层性质,加强其对桩顶局部压入作用的限制是保证桩体承担较多荷载的关键。

软土桩承加筋路堤优化设计研究

为了得到经济安全的软土桩承加筋路堤设计方案,该文依据现场试验结果,结合理论推导,对软土桩承加筋路堤的设计进行了系统的研究。结果表明:现行加筋体理论张拉力计算值严重偏大,反映的加筋体应力应变关系与材料性质相悖;采用复合加筋体模型计算得到的加筋体张拉力和下垂量与实际状态吻合;单桩承载力综合安全系数建议取1.3,桩间软黏土承载力基本可以忽略,上部荷载由桩体承担;建立的桩承加筋路堤优化设计理论能得到既满足相关技术要求、工程造价又比较经济的桩承加筋路堤设计方案。

桩承加筋土垫层复合地基的原理与计算

桩承加筋土垫层是基于钢筋混凝土桩复合地基法的概念而发展起来的一种新的软土地基加固方法。 本文扼要地介绍了这种方法的基本原理和计算内容以及用于实际工程设计的情况。

桩承加筋土复合地基性状试验研究

桩承加筋土复合地基作为一种先进的地基处理技术,因其在技术领域如控制地基沉降和差异沉降等方面具有良好表现,并具有良好的经济效益,近年来已得到广泛应用。本文通过桩承加筋土复合地基现场的静载试验和循环荷载试验,测得沉降、桩土应力和土工格栅张拉力在不同荷载作用下的变化状况,由此得到了桩土应力比,进而分析其工作性状和工程性能。

软基段刚性桩承加筋路堤的作用机理分析

为了解软基段刚性桩承加筋路堤的作用机理,采用有限元软件对软基段刚性桩承加筋路堤进行模拟。研究表明:采用刚性桩承加筋对软基进行处理,能有效减少路基施工期间和工后的沉降;由于桩顶对土工格栅的支撑作用,桩顶位置对应的土工格栅应变比桩间对应位置小,远离路堤中心的土体侧向形变较大,导致其对应位置的土工格栅应变较大;靠近路堤中心的桩受到的主要为轴向应力,其弯矩很小,远离路堤中心的桩由于受到土体侧向变形而产生的侧向应力,其弯矩很大。

桩承加筋垫层复合地基在高速公路加宽改造工程中的应用研究

为了满足日益增长的交通运输要求,高速公路的延长历程成为必然。一般情况下,可以修建新的公路,也可以对那些设施陈旧,通行能力不足的公路进行扩建和改造,以满足经济发展要求。本文主要分析了桩承加筋垫层复合地的含义,常用的公路加宽的方法,最后论述了桩承加筋垫层复合地基在高速公路加宽改造工程中的作用。

桩承加筋路堤中褥垫层对桩土应力调整的影响分析

桩承加筋路堤中褥垫层对桩土应力的调整起了十分关键的作用。桩土应力比是桩土应力调整结果的直接表现,而路堤土拱效应以及褥垫层刚性承台效应对荷载调整作用正是桩土应力调整过程的体现。利用有限元对路堤荷载下PCC单桩以及加固范围内的土体进行了数值模拟。通过分析认为,褥垫层对桩土应力调整的过程和结果均会产生影响,随着褥垫层模量、厚度、粘聚力以及内摩擦角的增加,土拱效应虽会遭到削弱,但褥垫层刚性承台作用明显增强,最终导致更多的荷载转移到桩体上,桩土应力比增加。通过总结认为,改善褥垫层性质,加强其对桩顶局部压入作用的限制是保证桩体承担较多荷载的关键。

桩承土工加筋地基桩土应力比计算及其优化设计

根据桩承土工加筋(GRPS)复合地基的加固机理,利用carlsson的土楔理论与加筋单元的受力平衡条件,推导出桩承土工加筋地基桩土应力比的计算式;并提出了一种在桩承单层土工加筋地基中的经济合理的设计思想。

考虑水泥土软化特性的桩承加筋路堤渐进破坏研究

针对目前水泥土桩承加筋路堤稳定性计算较少考虑水泥土应变软化特性的不足,采用无筋水泥材料破坏后特性的应变软化模型(Concrete Model,CM)研究桩承加筋路堤的失稳过程,通过分析不同位置桩体受力特性和桩体塑性区的发展情况,探究桩体的破坏顺序及破坏模式.结果表明:CM模型能够准确地模拟应变软化对水泥土剪切和弯曲破坏的影响,忽略水泥土桩的应变软化特性会高估桩承加筋路堤稳定性;水泥土桩破坏由桩身弯矩和轴力分布控制,桩体破坏诱发的应力释放引起临近桩体的内力变化,导致临近桩体发生渐进破坏;坡面下的桩体容易发生弯曲破坏,破坏方向由坡脚向路堤中心延伸,而路面下的桩体容易发生剪切破坏,破坏方向由路堤中心向坡脚延伸;加筋体刚度的提高会降低桩体的弯矩,桩承加筋路堤的破坏模式由渐进破坏转变为承载力不足的瞬时破坏.

软基上卸荷式桥台-台后桩承加筋路堤基桩受力变形分析

为了解软基上卸荷式桥台-台后桩承加筋路堤中基桩的受力变形性状,采用ABAQUS有限元软件,模拟分析软基上卸荷式桥台+台后桩承式加筋路堤、普通桥台+台后桩承式加筋路堤以及卸荷式桥台+台后普通路基3种结构在填土后桥台桩基的水平位移变化,桥台桩基桩身轴力和弯矩的改变等。结果表明:台后设置桩承加筋路堤可使桥台桩基的减小近一半水平位移;设置卸荷板后主要对桥台后排桩桩身弯矩产生影响,弯矩反弯点出现的更早;两种桥台对桥台桩基水平位移值大小影响相当。

桩承土工合成材料加筋垫层复合地基承载力的计算方法

桩承土工合成材料加筋垫层复合地基是近些年发展起来的一种有效的软土地基处理方法,国内外对其受力分析方法大多是以加筋垫层中筋材的受力状况为研究对象推导的,公式中的大多参数较难获取,应用较为困难。本文提出了将桩承土工合成材料加筋垫层复合地基承载力看成水泥土桩复合地基承载力与加筋垫层增加的承载力之和的实用计算公式,并以一桩承土工格栅加筋垫层复合地基的工程应用为例进行计算分析,最后通过现场荷载试验加以检验。

桩体模量和加筋体刚度对路堤稳定性影响分析

为了明确桩体和加筋体对于路堤稳定性的影响,采用数值模拟方法分析不同的桩体模量与加筋体刚度对路堤下桩体受力特性的影响,在此基础上,分析不同桩体模量桩体塑性区分布情况和加筋体刚度对路堤整体稳定性的影响。结果表明:随着桩体模量的增大,桩体所受的弯矩和轴力增加;路堤极限荷载情况下,桩体模量越大的桩体桩身塑性点分布越广泛,路肩以外的桩体更易发生弯曲破坏,而路堤内侧的桩体更容易发生剪切破坏。随着加筋体刚度的增大,桩身轴力增大,而桩身弯矩在-3 m左右深度处减小。在加筋体刚度较小时,增加加筋体刚度会显著增加路堤稳定性,而当在加筋体刚度增加到4000 kN/m后继续增加刚度,此时提升路堤稳定性的效果有限。

一种基于分区段模式土工加筋拉伸应变分析方法

桩承式加筋路堤在软土地基道路工程中的应用越来越广泛,在对该复合体系中的水平土工加筋进行等效兜提作用的薄膜效应评价时,传统研究方法主要存在2点不足:一是在进行加筋体受力分析时对筋材的区段工作模式的区分还不够明确,这不利于定量刻画筋层的拉伸应变分布和大小及其受挠曲形态变化的影响;二是多数加筋拉应变分析方法以基于筋材净跨挠曲范围内的应变均值化为前提,容易错误估计其荷载调配作用而得不到合理的加筋拉应变峰值设计取值。为更好地评判水平加筋体的薄膜效应以便得到其合理的拉伸应变,开展以水袋泄水模拟路堤底局部沉降差的模型试验,进行路堤应力、位移与筋材拉应变等监测结果的变化规律分析,并基于水平铺设的土工加筋区分为锚固段、过渡段与挠曲段工作模式的拉应变非均匀分布特性,引入加筋体与填料的接触界面摩擦强度指标,推导了一种二维理想条件下路堤底通长布置的加筋体拉伸应变分析方法,且给出了简化的计算表达公式,并得到了实测数据的合理性验证。研究结果表明,所提方法可改进传统方法以拉应变为常数值假定的局限,并适当考虑土工加筋与填料界面接触相互作用,为相关的研究与工程应用提供参考。