循环荷载下刚柔性桩加筋垫层复合地基承载性状研究

作     者：许家培 

作者单位：浙江理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘开富;曹凌坚

授予年度：2018年

学科分类：081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：循环荷载 刚柔性桩 加筋垫层 复合地基 室内模型试验 三维有限元分析 

摘      要：刚柔性桩加筋垫层复合地基是一种经济有效的地基加固措施,目前对循环荷载下刚柔性桩加筋垫层复合地基承载性状的研究尚落后于工程实际。本文通过室内模型试验和三维有限元分析研究循环荷载下刚柔性桩加筋垫层复合地基的承载性状。通过室内模型试验,研究了加载方式、刚性桩、加筋层数、加载幅值及加载频率对循环荷载下复合地基沉降、桩身应变和土工格栅应变的影响,并将室内模型试验与三维有限元计算结果进行了对比;采用基于现场地质条件的三维有限元分析,探讨了桩间距、柔性桩模量、柔性桩桩长、刚性桩桩长、土工格栅轴拉刚度及加筋层数对循环荷载下复合地基沉降、桩身轴力、荷载分担比及土工格栅张拉力的影响。研究结果表明,复合地基沉降随着荷载增大、循环次数增加、加载幅值及加载频率增大而增大,且循环荷载下复合地基沉降累积效应明显;加入刚性桩、增加加筋层数、减小桩间距及增大刚性桩桩长均可减小复合地基沉降。桩身应变沿桩深先增大后减小;加筋层数越多,整体加筋效果越好,桩身应变越大;增加刚性桩后,桩土间的应力重新分配,柔性桩桩身应变有明显减小。随着桩间距增大,刚性桩与柔性桩轴力均有明显增大,但总的荷载分担比减小;桩模量或桩长对桩身轴力的影响显著,同时也影响桩土间的荷载分配情况;土工格栅轴拉刚度对桩身轴力和荷载分担比无明显影响。土工格栅应变分布受不同刚度桩布置影响非常显著,表现为桩边最大,其次为桩顶,桩间土最小;多层加筋时,各层土工格栅应变均比单层加筋时小,且上层土工格栅应变大于下层。土工格栅张拉力随着桩间距和土工格栅轴拉刚度增大而增大。本研究成果可为软土地基的加固处理提供技术支持,并为刚柔性桩加筋垫层复合地基的推广使用提供依据。