碎石桩复合地基的抗液化特性探讨

饱和砂土地震液化问题是岩土地震工程中一个重要的研究课题。在多种可行的防治液化措施中 ,最普遍的方法是采用碎石桩复合地基。本文结合目前国内外碎石桩复合地基的抗液化研究的最新进展 ,对碎石桩的密实、排水减压和减震作用做了较详细的评述 。

碎石桩设计参数对复合地基抗液化性能的影响

对碎石桩复合地基进行完全耦合的三维有效应力动力分析,探讨了碎石桩桩径、桩长和桩间距等设计参数对碎石桩复合地基抗液化性能的影响。结果表明,浅层范围内桩长对孔压比的影响较小,随深度的增大,桩长的影响有增大的趋势;在其他条件不变的情况下,随桩径的增大,桩间土中的超孔隙水压力降低,桩径对超孔压发展的影响沿深度方向不同,主要表现在中下部;当仅改变桩间距时,随桩间距的增大,桩间土中的超孔压升高,在工程设计时,桩径与桩间距的比值宜大于0.27,即桩间距的设计值不宜超过3.75D(D为碎石桩桩径);随碎石桩本身渗透系数的增加,复合地基中不同深度处的超孔压都有所降低,并且随深度的增大,这种影响有增大的趋势。

碎石桩复合地基抗液化性能的数值模拟

将饱和砂土视为土-水两相介质,以Biot动力固结方程为基础,编制完全耦合的三维排水有效应力动力反应分析程序,通过模型试验验证程序的正确性。利用该程序对碎石桩复合地基进行地震响应分析,探讨不同土层构成和不同附加压重等因素对抗液化性能的影响。结果表明:经碎石桩加固后,桩间土中的超孔压比比未加固前减小;随时间的延长,出现了明显的超孔压消散现象,距离碎石桩越近,超孔压消散现象越明显;附加压重对地基中超孔隙水压力的增长有明显地抑制作用,在进行工程设计时应该考虑附加压重的有利影响,适当增加桩间距。

碎石桩复合地基中超孔压长消的解析解

针对单桩碎石桩复合地基的不同边界条件,将作为力源项的动孔压增长率表达成为深度z与时间t的函数,利用分离变量法和Green函数给出了动静荷载耦合作用下碎石桩复合地基中超孔隙水压力长消的一般性解析解。通过工程算例,对地震期碎石桩复合地基中超孔隙水压力的发展过程进行了讨论。计算结果表明:地震期复合地基中孔压比的分布规律沿深度方向不同,中部孔压比较大,上、下部孔压比较小;碎石桩的径向排水效应十分明显;碎石桩排水效应的影响程度沿深度方向不同。

CFG与碎石桩复合地基抗液化研究

饱和砂土地震液化问题是岩土地震工程中的一个重要研究问题.在多种可行的防治液化措施中,采用CFG桩和碎石桩复合地基抗液化具有明显的效果.结合CFG桩和碎石桩复合地基的抗液化研究进展,对CFG与碎石桩的密实、排水减压和减震作用作了较详细的评述.

碎石桩复合地基中超孔隙水压力长消的计算方法

针对碎石桩复合地基的单面透水边界条件,将作为力源项的动孔压增长率表达成为时间与深度的函数,给出地震荷载作用下碎石桩复合地基中超孔隙水压力产生和消散的解析解;结合几种实用的动孔压计算模式,并给出不同动孔压计算模式下解析解的具体表达式以及地震结束后残余孔压场消散的解析解表达式。

砂土地震液化判别及碎石桩加固设计参数优化

本文运用FLAC3D作为计算工具对江苏某滩涂匡围工程的天然地基和采用碎石桩加固的复合地基进行动力反应分析,探讨了砂土地基在地震作用下的孔隙水压力的变化和碎石桩桩长、桩间距、桩径等设计参数对消散动孔隙水压力、控制液化的影响.分析结果表明:超孔压比可以作为地基土液化的判别依据;为满足碎石桩的抗液化性能和工程经济性要求,可采用长短桩间隔布置、控制桩间距以及不同桩径相结合等措施.本文取得的成果可为同类工程的设计建设提供参考.

附加压重下复合地基地震变形研究

碎石桩复合地基抗液化效果研究主要集中在强度方面,从抗震安全性角度来看,还应包括变形问题,主要用有限差分法开展了地震作用下碎石桩复合地基地震液化特性及变形研究。在动力分析中充分考虑孔隙水与土之间的耦合。分析了碎石桩复合地基上部存在不同的附加压重情况下,受El-Centro地震波作用下地基中孔压比的发展及桩间土变形时程。结果表明,碎石桩复合地基在承载力范围内,复合地基上部荷载越大,可以有效减小地基在地震动荷载作用下产生的超孔隙水压力。但是,随着上部荷载的增大,地震期间会产生较大的竖向沉降变形,而地震结束后固结沉降较小。