淺談柔性基礎(chǔ)下水泥土樁復(fù)合地基力學(xué)性狀研究

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1、圖書分類號：P315工學(xué)博士學(xué)位論文}Illllf[1l[fllIJ[!IIJIl[1＼1778348單位編碼：85406學(xué)號：20031003柔性基礎(chǔ)下水泥土樁復(fù)合地基力學(xué)性狀研究博士研究生：陳蹩導(dǎo)師：陳國興教授申請學(xué)位級別：工學(xué)博士學(xué)位學(xué)科：土木工程專業(yè)：巖土工程研究方向：軟土地基處理中國地震局工程力學(xué)研究所中國·哈爾濱二零零九年十二月—1’—1。。。'__。_______●___-●___●________●?！馹__________●_____●______●_____一DoctoralDissertationStudy

2、onthemechanicalpropertiesofcement-soilpilecompositegroundunderflexiblefoundationDoctorCandidate：ChenSuSupervisor：Subject：Specialty：ResearchField：Prof．ChenGuoxingCivilEngineeringGeotechnicalEngineeringGrouIldTreatmentInstituteofEngineeringMechanics，ChinaEarthquakeAdmi

3、nistrationHacrbin·ChinaDecember,2009▲■■●●●●●一獨(dú)創(chuàng)性聲明本人j{l【霞聲明：所里交的學(xué)位論文．足本人在導(dǎo)師的衢弩：F．獨(dú)訌進(jìn)行研究所墩掰的成采．除文lll已經(jīng)泣明弓lJ瑪?shù)膬?nèi)，套外．奉淪文水氈禽侄何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表威撰寫過的科研成糶．迦4：包禽為蔌掰!l：l垡絲盆縋￡擺左堂塹蕉壓域其它教行機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書麗使用過的材辯．對本人的研究作出重要負(fù)獻(xiàn)的個(gè)人和集體．均l=二在文中以明確方式標(biāo)明井襄示謝意。本人完全意識硎本聲明的法律☆任由本人承扣。論文作者簽名：—盟鋁：乒}ll弱蘭!竺：!

4、：!蘭學(xué)位論文版權(quán)授權(quán)書奉人完全了解蟲坦地盛毯曼狴出芏墼登旦i釘哭保留．便j羈學(xué)他論文的規(guī)定．1，司恧學(xué)校保留或翔困家訂天部門或機(jī)翰送爻論文的復(fù)印件和l乜f版．允許論文放A

5、；《：和借閱：奪人授權(quán)!f!l塑地籃§芷l基左至叢盒塹“J-以將奉學(xué){澎淪文的全豁或：：{l；分內(nèi)容縭入柯天數(shù)據(jù)庫避行拎索．，巧以采剛影印、縮目j或其他復(fù)制手段保存論文和匯編本學(xué)位論文，允j，I·被愨鼴和岱懲。(僚磁的學(xué)位論文在解密后適蹦本授權(quán)l(xiāng)專)敞作囂虢【童：墼導(dǎo)師微簽·≯悶期：塑竺：±墮簽·≯?胡：絲￡皇：叢薌≯“卜J●，●I■■●■摘要水泥土樁樁體材

6、料強(qiáng)度是其加固處理軟基效果的重要影響因素之一，也是其施工質(zhì)量的重要評判指標(biāo)之一。工程實(shí)踐中，樁體強(qiáng)度常采用鉆芯取樣并進(jìn)行室內(nèi)抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)來確定。由于鉆芯取樣得到的水泥土樁芯樣為圓柱體，而確定水泥土設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)所用試件形狀一般為立方體，兩者在形狀與尺寸上均存在較大差異，這樣就造成了用一種條件下的試件實(shí)際強(qiáng)度去檢驗(yàn)、評判另一種條件下的試件設(shè)計(jì)強(qiáng)度，其可比性就差，嚴(yán)格來講由于前提條件不一致而沒有可比性。由于基礎(chǔ)剛度的不同，剛性基礎(chǔ)與柔性基礎(chǔ)下水泥土樁復(fù)合地基力學(xué)性狀存在較大差異。現(xiàn)有剛性基礎(chǔ)下水泥土樁復(fù)合地基力學(xué)性狀的研究成果，并不適用

7、于柔性基礎(chǔ)下水泥土樁復(fù)合地基，而對柔性基礎(chǔ)下水泥土樁復(fù)合地基力學(xué)性狀尚缺乏深刻的認(rèn)識?！疚膶λ嗤翉?qiáng)度的試件形狀、尺寸和邊界約束效應(yīng)進(jìn)行了室內(nèi)試驗(yàn)研究和理論推導(dǎo)分析；從理論推導(dǎo)、有限元分析以及室內(nèi)外試驗(yàn)與測試等不同的方面，對柔性基礎(chǔ)下水泥土樁復(fù)合地基樁身軸力與樁側(cè)阻力傳遞規(guī)律、樁土應(yīng)力比與沉降計(jì)算方法以及各自的影響因素進(jìn)行了系統(tǒng)的探討研究。(1)較為全面、’系統(tǒng)地總結(jié)了水泥土樁復(fù)合地基在水泥土材料性能、水泥土樁豎向荷載傳遞規(guī)律和破壞模式以及臨界樁長、樁土應(yīng)力比與褥墊層、復(fù)合地基承載力與沉降等方面的研究成果。(2)對水泥土強(qiáng)度的

8、試件形狀、尺寸以及邊界約束效應(yīng)進(jìn)行了室內(nèi)試驗(yàn)和理論計(jì)算，對比分析了試驗(yàn)與理論計(jì)算結(jié)果，討論了產(chǎn)生水泥土強(qiáng)度的試件形狀、尺寸以及邊界約束效應(yīng)的原因。(3)對于柔性基礎(chǔ)下水泥土樁復(fù)合地基，提出了改進(jìn)的復(fù)合地基樁間土豎向位移模式。位移模式充分考慮了樁土相互作用、樁間土豎向與徑向位移、樁土側(cè)面產(chǎn)生相對滑移以及樁側(cè)產(chǎn)生負(fù)摩阻力等特點(diǎn)。(4)根據(jù)改進(jìn)的復(fù)合地基樁間土豎向位移模式和彈性力學(xué)基本原理，推導(dǎo)了樁體沉降、樁間土沉降、樁身軸力、樁側(cè)摩阻力以及樁土應(yīng)力比的理論計(jì)算公式。建議樁土單元體范圍內(nèi)的樁間土平均沉降值作為復(fù)合地基沉降值。(5)采用

9、ABAQUS有限元軟件，計(jì)算分析了基礎(chǔ)剛度、荷載大小、樁體模量、樁體長度、樁間距以及加固區(qū)與下臥層土體模量等對復(fù)合地基沉降的影響。(6)對水泥土樁芯樣強(qiáng)度、柔性基礎(chǔ)下水泥土樁復(fù)合地基沉降以及樁土應(yīng)力比等進(jìn)行了室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場實(shí)測。根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場實(shí)測資料，-■P