路堤荷载作用下高强度桩复合地基土中的应力

为掌握高强度桩复合地基的荷载传递特性,基于桩土分离的建模原则,采用Mindlin和Boussinesq联合求解法,对路堤作用下地基土中的应力进行了计算,并通过工程实例重点讨论了路堤中心附近地基中桩土应力的分布规律.结果表明:地基加固范围内,桩间土应力沿深度呈"蜂腰"形分布,与实测曲线一致;桩体应力明显大于桩间土应力,表明地基加固区的桩土荷载分担效应显著;下卧层中应力分布与Boussinesq解差别不大,表明在路堤荷载作用下,摩擦型高强度桩复合地基高应力区下移现象不明显.

基于大比例静力模型试验的高强度桩复合地基加筋垫层分析

为研究高强度桩复合地基加筋垫层的作用机理与筋带拉力的计算方法,采用一套自制的桩土差异沉降控制装置,进行了4组不同桩帽尺寸的大比例静力模型试验。测试了各级荷载作用下的加筋垫层筋带拉力,分析了筋带拉力的大小及分布随荷载增加的变化规律。结果表明:随桩顶和桩间土沉降差增加,筋带拉力逐渐增大,筋带拉力最大值出现在桩顶位置;随着桩帽覆盖率增加,桩间土范围内筋带拉力缓慢减小,桩顶范围筋带拉力变化较大,先增大后减小。加筋垫层的破坏模式表现为桩帽边缘的筋带断裂。

基于离心模型试验的高强度桩复合地基桩帽效应分析

桩帽的设置及其覆盖率的变化对高强度桩复合地基的工程特性影响巨大,对桩帽尺寸的合理设计是实现高强度桩–桩间土–加筋垫层协调承载和变形控制的技术关键。结合某铁路新建双线段(v≥200 km/h)现场软基处理工点的具体情况,进行了4组设置桩帽的高强度桩复合地基离心模型试验,测试了地基变形、桩身应变、桩帽顶面及桩间土压力、垫层拉筋受力等数据。试验数据表明:①在桩顶设置桩帽能有效发挥高强度桩的承载能力,调整桩和桩间土的荷载分配,提高地基的稳定性;②在桩间距不变的条件下,地基变形、垫层拉筋受力、桩帽顶面及桩间土压力等随桩帽覆盖率的提高而减小,桩土应力比则增加;③垫层拉筋受力沿路基横截面基本呈M型对称分布,峰值出现在左右路肩附近位置,与地基的剪切破坏位置有较好的一致性。

路堤下高强度桩复合地基失稳破坏模式判别方法

明确桩体复合地基破坏模式是合理评估路堤地基稳定性的基础和关键。针对路堤下高强度桩复合地基破坏模式影响因素较多且破坏模式判别方法缺失的问题,根据地基条件、桩身材料抗弯能力、滑面下锚固深度等因素对复合地基稳定性影响机制,实现高强度桩复合地基桩端滑移破坏、桩体倾斜破坏和桩体弯折破坏三种典型破坏模式的划分;基于滑动面上桩身材料抗弯能力与滑动面下桩前土体抗滑力矩间的大小关系,建立路堤下高强度桩复合地基桩端滑移、桩体倾斜和桩体弯折破坏模式的判别准则和控制条件;通过典型工程案例验证了建立的高强度桩复合地基破坏模式判别方法的合理性,可为路堤下高强度桩复合地基稳定设计提供依据。