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《淺談雙向增強體復合地基承載特性及其數值分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、湖南大學博士學位論文雙向增強體復合地基承載特性及其數值分析姓名：劉敦平申請學位級別：博士專業(yè)：巖土工程指導教師：趙明華;蒯行成20080428博f：學位論文摘要近年來，隨著我國高速公路建設的迅猛發(fā)展，軟土地基問題日益突出，各種軟基處治技術也隨之得到了蓬勃發(fā)展。雙向增強體復合地基法是目前國內外興起的一種新型的軟基處治技術，目前在高速公路路基加固、臺背填土加固、不良地質條件的舊路加寬改造等工程中得到了廣泛應用，并取得了良好的加固效果。但是該處治技術的理論研究尚欠成熟。為此，本文結合國家高技術研究發(fā)展
2、計劃(863計劃)項目“大面積不均勻公路軟弱地基按沉降控制雙向增強處治技術"(2006AAllZl04)，從雙向增強體復合地基的樁土應力比計算、沉降計算及固結分析等方面出發(fā)，通過理論分析、數值模擬及室內模型試驗進行較深入系統(tǒng)的研究。本文首先針對豎向增強體．水平增強體．樁間土的整體相互作用的特點，將水平增強體視為具有一定剛度的板，豎向樁體及樁間土簡化為剛度不同的彈簧系列。以單個豎向樁體影響范圍內的復合地基作為典型單元體進行分析，基于Winkler彈性地基圓板理論計算出水平增強體的撓曲函數表達式，推
3、導出雙向增強體復合地基樁土應力比計算式。其次，基于薄板變形理論和雙參數地基模型，推導了雙向增強體復合地基樁土加固區(qū)工后沉降的計算公式。研究表明水平加筋墊層的水平抗力作用對控制雙向增強體復合地基工后沉降是有利的。為了進一步研究雙向增強體復合地基的沉降特性，以近似解析模型為基礎，運用剪切位移法建立了豎向增強體中樁與樁，樁與土，土與土之間相互作用的剛度矩陣，引入無單元伽遼金法計算水平增強體剛度矩陣，通過雙向增強體復合地基的豎向位移協(xié)調條件，建立豎向增強體與橫向增強體共同工作的豎向平衡方程，將無單元法的
4、應用推廣到雙向增強體復合地基的沉降計算。該方法具有不需劃分單元，節(jié)點布置靈活，節(jié)點參數少，計算精度高的特點。根據樁體復合地基固結的特點，將整個樁截面和樁周土截面作為一個研究單元考慮，根據固結過程中孔隙水排出量等于單元體體積減小量的關系和平均超孔隙水壓力的概念，推得了考慮樁體的固結變形的樁體復合地基的固結方程。通過等應變假設和初始邊界條件，由分離變量法對該固結方程進行求解，得到了樁體和樁間土的平均超孔隙水壓力、平均固結度、復合地基整體固結度。進一步完善了樁體復合地基固結解析理論。最后，在相似理論基
5、礎上推導了單純軟基模型試驗，土工格室墊層路基模型試驗以及土工格室摯層+碎石樁復合地基模型試驗的相似準則，由此設計并完成了雙向增強體復合地皋承載特性及其數值分析三組室內模型試驗。試驗數據分析表明，土工格室墊層加固軟基能有效擴散和均化上部荷載、減少沉降及不均勻沉降。而土工格室+碎石樁復合地基加固軟基則既能減小地基沉降和不均勻沉降，而且能夠限制路堤外側的隆起變形。同時，碎石樁與格室墊層共同構成比較完善的排水體系，有利于加速樁間土排水固結。基于本文樁土應力比解析理論的計算值以及無單元法所獲得的沉降值與實
6、測值吻合較好，驗證了本文理論分析的合理可行。關鍵詞：復合地基；薄板：樁土應力比；沉降；剪切位移法；無單元法；固結；相似理論：室內模型試驗n博{：學位論文===========================：======!：=========：===：==========AbstractInrecentyears，alongwiththedevelopmentofthefreewayconstruction，thetreatmentofsoftsoilfoundationbecomesincre
7、asinglyimportant，whichtriggersthedevelopmentofvarioussoftfoundationtreatmenttechnology．Thedoubledirectionreinforcedcompositefoundationmethodisanewsoftfoundationtreatmenttechnique．Thisnewfoundationtreatmentiswidelyappliedforengineeringconstructionssuc
8、hasfreewaysubgradeimprovement，fillinginthebackoftheabutmentstrengtheningandwideningofexistingroadswithunfavorablegeologicalconditions．However，thetheoryaboutdoubledirectionreinforcedcompositefoundationremainsimmature．Thispaperresearchesonbearingcharac
