混凝土芯水泥土复合桩竖向承载特性分析方法

基于Euler梁理论和状态空间法,建立了综合考虑非线性芯桩-水泥土-桩周土界面作用的双层叠合直梁分析模型及其状态方程,推导了成层土中不同组合形式的复合桩截面内力与变形的统一解析解,有效地考虑了复合桩分析中土与结构相互作用、结构局部参数发生变化等难点。通过与已有文献中现场试验和数值计算结果对比,验证了该方法的有效性,并讨论了桩径比、芯长比和水泥土弹性模量对桩承载特性的影响。研究结果表明:(1)桩径比增大,可提供的桩侧摩阻力和桩端阻力增大,复合桩竖向承载力基本呈线性增长;(2)芯长比增大,复合桩竖向承载力的增长幅度逐渐增大;(3)水泥土弹性模量对于桩竖向承载力影响较小。

水泥土搅拌桩长芯复合地基桩土应力比计算研究

桩土应力比是复合地基的重要设计参数,加芯搅拌桩复合地基桩土应力比的计算是一个工程技术难题。针对长芯搅拌桩,采用“截面法”将其划分上部等芯桩和下部刚性桩:前者采用考虑柔性性荷载作用下的侧阻分段非线性分布模式,后者采用线性侧阻分布模式;采用叠加原理计算长芯搅拌桩的桩土应力比。研究表明:高填方路堤柔性荷载作用下,侧阻分段非线性分布模式提高了桩的竖向荷载的分担比。桩径越大、桩长越长,桩土应力比越大。桩长对桩土应力比的影响幅度大于桩径。本文结果可为相关研究提供参考。

海相淤泥质黏性土加芯搅拌桩竖向承载特性室内模型试验

加芯水泥土搅拌桩结合了搅拌桩与钢筋混凝土预制桩的优点,弥补了双方的缺点,是一种正在被广泛推广的深厚淤泥质软土复合地基处理方式。文章通过采取加芯水泥土搅拌桩单桩、复合地基竖向承载室内模型试验,研究等芯桩、短芯桩的竖向承载特性,得到单桩承载力、桩侧阻力、桩身轴力、桩土应力比的变化关系。试验结果表明,加芯水泥土搅拌桩具有更强的单桩承载力,能显著提高传统水泥土搅拌桩的承载能力。

水泥土组合桩室内试验研究

水泥土组合桩是由水泥土和芯桩组成的组合桩型 ,二者的共同工作对水泥土组合桩的承载性状有重要影响。通过对混凝土芯桩与水泥土组合试件的静载荷试验 ,研究了水泥土强度及其他因素对芯桩与水泥土界面摩阻力的影响 。

TRD工法水泥土墙现场取芯的三轴渗透试验

为提高TRD工法在国内的应用水平,通过对天津市某基坑项目TRD水泥土墙进行现场取芯,在实验室内进行三轴渗透试验,得出水泥土墙在不同水泥掺入比条件下的芯样渗透系数曲线、不同养护龄期条件下芯样的渗透特性关系和不同土层条件下的芯样渗透系数对比,并分析产生上述曲线关系的原因,得出满足基坑止水要求的水泥经济掺入比和合理的养护龄期,给出了不同龄期下TRD水泥土墙渗透系数与水泥掺入比的经验公式.结果表明,TRD工法优于传统的SM W工法.

砼芯水泥土搅拌桩单桩的有限元分析

用ANSYS7.0有限元分析软件对由水泥土和混凝土两种材料组成的新型复合桩 砼芯水泥土搅拌桩单桩进行了分析.重点分析了该桩在竖向荷载作用下桩身内外芯和桩土各部分间的分配,荷载沿深度的传递和向外扩散等,并通过就不同的水泥土和桩周土体的弹性模量、芯桩的长度、芯桩的直径等诸因素对地基沉降的规律进行了研究.

褥垫层厚度对劲芯搅拌桩复合地基承载特性影响与优化

对水泥土劲芯搅拌桩地基处理工法在软土地基条件下进行了室内模型试验.在不同厚度的褥垫层作用下,监测不同含芯率和芯长比的劲芯搅拌桩在桩顶与桩底的应力应变情况.比较不同含芯率与芯长比的劲芯搅拌桩的极限承载力找出最佳含芯率与芯长比.试验表明:褥随着上部荷载的逐渐增大,褥垫层的厚度对复合地基的沉降量的影响越来越显著.一方面由于含芯率的不同,水泥土桩与芯桩的荷载分担比也不尽相同,芯桩都是承担了大部分的上部荷载,另一方面随着上部荷载的增大复合体材料中弹性模量较小的水泥土桩的大压缩变形致使芯桩与水泥土桩之间的相对位移逐渐增大,使得芯桩承担了更大的摩擦压力,这也是提高复合地基承载力的因素.

胶结砾质土心墙坝应力变形及裂缝扩展研究

心墙拱效应是威胁超高心墙堆石坝安全的一个重要因素.通常采用心墙掺砾来减弱拱效应,但即便是掺砾情况下超高砾质土心墙堆石坝往往仍存在较大的心墙拱效应,且过多掺砾易形成渗流通道,不利于大坝防渗.考虑向砾质土中加入固化剂来制备胶结砾质土心墙料,以提高其变形模量,减弱心墙拱效应.以西南某高堆石坝为例,对不同固化剂掺量下胶结砾质土心墙堆石坝开展应力变形有限元数值模拟,分析胶结砾质土心墙坝的应力、变形等性态;同时,采用扩展有限元法(XFEM)分别对心墙上、中、下3个部位预设的裂缝进行正常蓄水期及水位超坝顶两种工况下的裂缝扩展模拟,以分析固化剂掺量对胶结砾质土心墙裂缝扩展的影响.结果表明:心墙固化剂掺量的增加可有效减弱大坝心墙拱效应,改善心墙抗水力劈裂性能;坝体应力水平及位移变化率均随着固化剂掺量的增加而减小,在一定程度上避免坝体因剪应力过大或变形不协调而发生破坏;心墙上部预设裂缝更易发生扩展,固化剂的掺加可有效抑制心墙裂缝的扩展,避免形成渗流通道.可见,胶结砾质土可为超高堆石坝心墙坝料选择提供一种新的可能.

混凝土芯水泥土复合桩混凝土-水泥土界面摩擦特性试验研究

混凝土芯水泥土复合桩是由高强度混凝土芯桩和水泥土组成的新型复合桩。芯桩-水泥土以及水泥土-桩周土之间的界面摩擦特性是影响复合桩荷载传递规律的关键因素,目前对芯桩-水泥土界面摩擦特性的研究还较少,而且常规的二维平面剪切试验也无法研究芯桩的直径和截面形状等因素对界面特性的影响。文章采用自主研发的三维桩土接触面剪切试验装置,模拟工程实际情况,对预制混凝土芯桩-水泥土界面摩擦特性进行研究。剪切试验结果表明:混凝土-水泥土界面在剪切试验过程中经历了弹性阶段、脆性破坏阶段和剪切滑移三个阶段,采用三折线模型可以较好地描述其本构关系;界面极限侧摩阻力与芯桩含芯率(或直径)密切相关,随含芯率增加表现为先大幅减小而后逐步趋于稳定;界面极限侧摩阻力与水泥土无侧限抗压强度存在近似线性关系,其值约为水泥土无侧限抗压强度的0.064~0.259倍,而界面残余侧摩阻力受含芯率和水泥土养护龄期的影响相对小;在芯桩侧表面积相同的情况下,圆芯复合桩界面极限侧摩阻力约为方芯复合桩的1.329倍;界面极限相对位移受含芯率、水泥土龄期及芯桩截面形状影响较小,基本在1.23~2.40mm。

水泥固化淤泥非饱和渗透特性试验研究

采用的试验材料是南京市西南长江下游的江心洲洲头的自然产生的淤泥,对水泥掺量的淤泥进行了固化处理,通过一步流动法试验获得固化淤泥的持水特征曲线和非饱和渗透系数.并通过压汞试验分析各因素对固化淤泥孔径分布的影响,从而分析各因素对固化淤泥渗透性的影响.试验表明:水泥掺量增加,使得固化淤泥中的大孔隙数量减少,小孔隙数量增加;同一基质吸力下,固化淤泥的非饱和渗透系数随着水泥掺量的增加而减小.

长螺旋搅拌桩钢管桩复合支护技术在基坑工程中的应用

在施工较硬土层时,长螺旋搅拌桩新工艺的优势尤为明显。北京金马工业区污水处理工程基坑支护时采用了长螺旋搅拌桩中插入钢管桩与复合土钉墙相结合的支护形式,既满足了支挡的要求又兼具挡水的功效,节约了投资。实践证明这是一种既安全可靠又经济实用的方法。

深层搅拌水泥土桩检测方法研究

分别对现行的几种水泥土搅拌桩检测方法进行了分析研究,剖析了现有几种方法的优点,各自局限性及在实际操作中的不足之处,提出了改进现行检测方法的设想和方案,并通过静载实验、抽芯实验和轻便触探实验证实了该方案的可行性.

砼芯橡胶水泥土桩复合地基的有限元分析

为了解决砼芯水泥土桩外芯桩的脆性问题,将橡胶粉掺入外芯桩中,得到砼芯橡胶水泥土(RCS)桩;利用ABAQUS软件建立模型,研究不同桩身材料、芯桩长度比、芯桩面积比、橡胶粉掺入量等对砼芯RCS桩复合地基承载性能的影响。结果表明:随着芯桩长度比、芯桩面积比的增大,砼芯水泥土桩的承载性能逐渐提升,但提升幅度在两者各达到一定的比例后不再明显;水泥土外芯桩中橡胶粉掺量的增加虽然会导致砼芯RCS桩承载能力的降低和变形能力的提高,但是也能增大桩间土和内芯桩的荷载承担比例;砼芯RCS桩存在最优芯桩长度比和芯桩面积比组合,并且合理的橡胶粉掺入量能够最大限度地发挥砼芯RCS桩复合地基的承载能力。

水泥砾质土渗透特性试验研究

为研究水泥砾质土渗透特性,改进了常规三轴试验装置,并在该装置上进行了水泥砾质土三轴渗透试验,分析了水泥掺入比、掺砾量、压实度和渗透压对水泥砾质土渗透特性的影响。研究结果表明:水泥砾质土的抗渗性能随水泥掺入比的增加而得到较大幅度的提高;当掺砾量在30%~50%范围时,水泥砾质土的渗透系数在10^(-7) cm/s数量级,且满足土石坝心墙抗渗要求;相同掺砾量下,水泥砾质土渗透系数随着压实度的增加而降低,尤其是压实度≥98%时,其抗渗性能得到大幅度提高;在相同应力状态下,水泥砾质土渗透系数k_(20)与渗透压力比P(渗透压力p/大气压力pa)符合双曲线模型,且该双曲线可转换成P/k_(20)与渗透压力比P之间的线性关系。该研究成果为水泥砾质土应用于高土石坝心墙提供科学支撑。

基于强度试验的五轴水泥土搅拌桩新技术研究

针对中国国内水泥土搅拌桩施工工艺存在的问题,研究开发了五轴水泥土搅拌桩新技术。该技术在施工过程中具有机械化程度高、成本低、工期短、环境污染少等特点,为了分析五轴搅拌桩加固软土地基以及基坑围护中的处理效果,在同一场地进行了五轴水泥土搅拌桩和二轴、三轴水泥土搅拌桩取芯检测和室内无侧限抗压强度试验。试验结果表明,在各土层中,三轴水泥土搅拌桩的桩身强度值较低,且离散性较大,二轴水泥土搅拌桩的强度较好,但不同龄期的强度值离散性变化较大,而五轴水泥土搅拌桩的强度值最高,离散性也较小,具有良好的推广和应用前景。

高喷插芯组合桩技术及其应用

高喷插芯组合桩是在高压旋喷水泥土中插入预应力混凝土桩作为芯桩而形成的一种新型组合桩。介绍了高喷插芯组合桩的技术原理、加固机理、施工工艺及其设计与质量检测方法,并通过工程实例验证该技术的合理性和优越性。该桩型承载力高,施工速度快,工程造价低等,可广泛应用于建筑工程、工业厂房、市政工程、高等级公路以及港口码头等软基加固中,也可用于基坑和边坡支护中,具有广阔的应用前景。

水泥土搅拌桩桩身强度的评价方法探讨

按现行规范,对水泥土搅拌桩钻芯法所取得的无侧限抗压强度进行桩身强度评价,通过在东莞篮球中心项目的检测试验例证,提出了按检验批抗压强度标准值来评价桩身水泥土强度时,由于变异系数太高而无法反映批次中部分桩桩身强度不满足设计要求的情况,该法存在一定的合理性和局限性,建议采用满足不同强度等级的桩数累计频率来进行评价。

循环荷载下楔形劲芯水泥土复合桩工作特性试验研究

楔形劲芯水泥土复合桩作为一种新型组合桩,为探究其在公路、铁路等长期承受循环荷载下工程应用的工作性状,对4根不同桩芯楔角、静荷载比和循环荷载比的复合桩进行模型试验,研究了静载极限承载力及循环荷载下累计沉降、桩身轴力分布、桩端阻力和侧摩阻力。试验结果表明:静载作用下楔形内芯复合桩的承载能力要优于等截面内芯复合桩;复合桩累计沉降会随着静荷载比和循环荷载比的增大而增大,并在不同动静荷载组合下可分为稳定型、发展型和破坏型3种类型,同时给出满足各类型的荷载取值范围;芯桩与水泥土外桩之间的相互作用并未发生明显弱化现象,楔形芯桩复合桩能充分发挥桩侧上部土体的侧摩阻力,并能有效减弱芯桩端部应力集中现象,因此其抵抗循环荷载的能力要优于等截面芯桩的复合桩。

高喷插芯组合桩承载力计算及影响因素分析

高喷插芯组合桩(简称JPP桩)是一种新的组合桩型,该技术具有穿透力强、施工速度快以及经济效益好等优点。提出了承载力的一种简化计算公式,并结合工程实例验证了公式的合理性。结合静载荷试验,通过数值模拟分析了不同水泥土弹性模量、不同水泥土厚度和不同组合形式对JPP桩承载力的影响。模拟结果表明:水泥土无侧限抗压强度不宜小于1.5 MPa;水泥土厚度不宜小于100 mm,但也不宜大于芯桩的半径;固底组合可以有效提高承载力。这些分析结果对指导工程实践有一定的现实意义。

水泥稳定土基层现场密度测试方法的对比研究

采用灌砂测试法和钻芯测试法,对某工程的水泥稳定土基层的现场密度进行了测定。对两种方法测得的结果进行了对比分析,阐述了产生差异的原因,并给出了建议。