复合地基课程论文散体材料桩复合地基汇总.doc

华 中 科 技 大 学 研究生课程考试答题本 复合地基理论及应用 考生姓名 考生学号 系、年级 类 别 硕 士 考试科目 考试日期 评 分 题 号 得 分 题 号 得 分 总分： 评卷人： 注：1、无评卷人签名试卷无效。 2、必须用钢笔或圆珠笔阅卷，使用红色。用铅笔阅卷无效。 题号 回 答 内 容 得分 近年来，随着我国基础建设的发展，遇见的地基问题也越来越多，。其中地基处理技术的优势越来越凸显。散体材料桩复合地基由于技术简单、施工简便，得到越来越广泛的应用。 散体材料桩复合地基的桩体是由散体材料组成的,桩身材料没有粘结强度,单独不能形成桩体,只有依靠周围土体的围箍作用才能形成桩体。散体材料桩复合地基的承载力主要取决于散体材料内摩擦角和周围地基土体能够提供的桩侧侧限力。散体材料桩复合地基的桩体主要形式有碎石桩、砂桩等。对于不同性质的地基土和不同的施工方法，碎石桩和砂桩的加固机理不尽相同。 碎石桩又称为粗颗粒土桩,是用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后,再将碎石或砂挤压入已成的孔中,形成大直径碎石所构成的密实桩体。其加固地基的实质：将天然地基转变为碎石桩和桩周围的土体组成的复合地基,以提高地基承载力,减少地基的沉降量和沉降差。同时，碎石桩能发挥与砂井相同的排水作用,在地基的加载过程中桩体的排水作用使土体中的超静孔隙水压力不断消散,有效应力和桩周土的强度不断增大,复合地基的强度也随着增加。 砂桩法是指利用振动或冲击方式，在软弱地基中成孔后，填入砂井并将其挤压入土中，形成较大直径的密实砂桩的地基处理方法。地基土的土质不同时的，对应的砂桩作用原理也不尽相同。在松散砂土中，砂桩主要起到挤密作用，当采用振动法往砂土中下沉桩管和逐步拔出桩管成桩时，下沉桩管会对周围砂层产生挤密作用，拔起桩管会对周围砂层产生振密作用；在软黏土中，砂桩可以起置换作用：密实的砂桩在软弱黏土中取代了同体积的软弱粘性土，形成复合地基，使承载力有所提高，地基沉降变小，同时砂桩可以像砂井一样起排水作用，从而加快地基的固结沉降速率，起到排水作用。 2数值模拟分析 现通过建立天然地基和散体材料桩复合地基数值模型，分析对比了两种地基形式在竖向荷载作用下的表现形式。 采用FLAC 3D建立天然地基和加散体桩复合地基在20 kPa荷载作用下的数值模型，分析桩218 m，桩径为0.8 m，桩长m，桩.4 m，为在kPa竖向荷载，模型同时采用 表2.1模型材料参数表 类别 u 地基土 4.5 17.8 0.35 12 16 散体材料桩 25 18 0.2 0 50 垫层 20 16.5 0.3 0 38 图2.1复合地基数值模型 3结果分析 3.1 地基沉降分析 天然地基和散体材料桩复合地基在20 kPa竖向荷载作用下的沉降云图分别如图3.1、图沉降；天然地基最大沉降为6 mm，散体材料桩复合地基则为4 mm，相比减少了 mm，表面最大沉降相对.5%左右。从在在3-8 m深度在1-3 m处在-1 m处在m处图形说明-1 m处 图3.1天然地基表面沉降云图（单位：m） m） 中心点处不同深度的沉降值（单位mm） 图3.4复合地基整体沉降云图（单位：m） 当碎石桩复合地基工作时，所承受的荷载将由碎石桩和桩周土共同分担。一般情况下。施加荷载的基础都是刚性的，土体和桩将产生同样的沉降，由于桩体的刚度远大于土体的刚度，因此基础传给复合地基的荷载随着桩土的等量变形逐步地转移到碎石柱，桩体将较桩周土体承受更高的应力，这种荷载的转移将持续直至碎石桩发生屈服[4]。 在轴向荷载作用下，散体材料桩复合地基可能出现鼓胀破坏、刺入破坏、整体剪切破坏和整体滑动破坏4种破坏形式，见图3.5. 图3.5复合地基破坏模式 对于散体材料桩复合地基，常常由于在荷载作用下桩周土体不能向桩体提供足够的围压而导致桩体产生较大的侧向变形，即桩体鼓胀，进而导致复合地基破坏。因此，现有的设计理论均以鼓胀破坏形式为基础[6]。 图3.6和图3.7分别是散体材料桩竖向和横向的应力云图，从桩kPa左右-3 m处 m处达到最小，如图界面-3 m处说明-3 m有突变性，使其成为潜在的破坏面，相对图3.5(a)中的鼓胀破坏，鼓胀变形发生在1.2-3.8倍桩径处，与7]等认为鼓胀变形主要发生在2-4倍桩径范围内相近。 图