竖向土工加筋体对碎石桩承载变形影响的模型试验研究

在碎石桩桩顶一定深度内包裹竖向土工加筋体形成筋箍碎石桩,能有效提高碎石桩的承载能力,控制复合地基沉降量。采用分级加载方式,设计并完成了两组较大比例室内模型试验,对比分析了筋箍碎石桩和传统碎石桩的承载变形特性,进而探讨了筋箍碎石桩的加筋机理和鼓胀变形模式,重点分析了竖向土工加筋体的应力应变特征。分析结果表明：竖向土工加筋体能有效约束碎石桩的侧向鼓胀,在微小侧向变形内提供足够的径向约束应力;筋箍碎石桩的最大鼓胀变形多发生于加筋体以下区域,其破坏模式与筋体材料、桩体、桩周土体及其相互作用和协调变形密切相关;筋箍碎石桩的桩顶和桩底桩土应力比均明显大于传统碎石桩,上部土工加筋体在提高桩体刚度的同时,可有效地将上部荷载传递至桩底较好土层。     

软土地基土工带加筋碎石垫层的应力扩散研究

通过土工带加筋碎石薄垫层原位静荷载试验,探讨了加筋地基的强度和模量特性,分析加筋层数、首层加筋间距、加筋带间距、加筋线密度对地基应力扩散的影响。得出影响薄垫层加筋地基应力扩散的主要因素是加筋层数和加筋带间距。地基经加筋后应力扩散明显增强,应力扩散角大于20°,因此建议加筋地基的应力扩散角可不受《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)中有关规定的限制。     

高填土路堤荷载下混凝土芯砂石桩复合地基变形与承载力试验研究

混凝土芯砂石桩复合地基由竖向增强体混凝土芯砂石桩、水平加筋砂石垫层和地基土共同组成,是一项将砂石桩良好的排水固结特性、预制混凝土桩高强度竖向承载和加筋垫层应力扩散调整功能进行有机结合而成的新技术,适合于处理高含水率深厚淤泥质软土地基。结合实际工程应用围绕混凝土芯砂石桩复合地基的变形和承载力两大特性开展了大量的现场观测和原位测试,研究分析了高填土路堤荷载作用下混凝土芯砂石桩复合地基的表面沉降、分层沉降、深层水平位移、桩土应力分布、桩身荷载传递规律、强度和承载力特性等,进一步揭示了混凝土芯砂石桩复合地基的加固机理,对工程设计与施工具有重要指导意义。     

公路软基工程中土工格栅加筋碎石垫层的应用

路基失稳是公路施工中的常见问题。受填土荷载作用的影响,地基会产生不均匀沉降,继而破坏路面结构,影响路面使用品质。土工格栅加筋碎石垫层的应用可以提高地基稳定性和承载能力。本文以实际工程为例,介绍了土工格栅加筋碎石垫层的加固机理,然后分析并介绍了具体的工流过程,仅供参考。     

加筋地基土压力测试与机理分析

在素垫层内铺设土工材料加筋后,筋土的界面摩擦作用使加筋垫层的模量提高、应力扩散范围增大,有效发挥下卧土层的承载力、减小地基沉降。通过土工带加筋现场原位试验垫层底的土压力分布测试与结果分析得出：加筋薄垫层（Z/B=0.2）地基垫层底土压力分布是不均匀的,应力集中于基础的边缘,基础中心下应力较小。加筋地基强度和变形与加筋参数有关,通过引入应力扩散系数,分析不同加筋参数下加筋地基的应力扩散能力,研究筋土界面摩擦作用的应力扩散加筋机理,结合工程实际提出太原地区应力设计扩散角取值范围,为加筋地基的设计提供理论依据。     

基于分段荷载传递法的桩网路堤结构荷载效应整体分析模型

为了系统分析桩网支撑路堤结构的荷载传递效应,首先基于单元分析模型和Marston埋管理论,考虑到路基荷载应力重分布时竖向应力水平和界面剪切强度发挥的影响,采用分段平衡控制方程结合边界位移协调的方法,建立了路基荷载传递分析的分段解析模型;在此基础上,考虑垫层加筋的张拉膜效应影响,结合复合地基桩土相互作用的简化分段分析,根据应力、位移连续性条件,建立路基–加筋(网)垫层–刚性桩复合地基联合作用的桩网支撑路堤结构荷载效应整体计算模型并给出求解方法,明确了桩、土间的荷载分担。通过与工程实测结果的对比,验证了该计算模型的可靠性,并算例分析了路基模型界面剪切强度发挥、筋材兜提效应和垫层材料性能等因素的影响规律,可为桩网支撑路堤结构荷载传递机制的研究提供参考。     

防岩溶塌陷加筋垫层大比例模型试验及设计理论研究

 采用多层加筋垫层防治路基下部岩溶塌陷可降低工程造价、确保运营安全,其承载机制和设计方法仍有待深入研究。设计1∶5的大比例室内模型试验,通过实测塌陷过程中单层、三层及四层土工格栅加筋垫层应力–应变及变形量,分析路基中各层加筋体的变形特征,土拱效应与各层荷载分担比例,以及路基顶面沉降和底层加筋体挠度间的相关关系,结合测试成果,探讨多层加筋垫层设计中的关键问题及相关计算理论,试验结果与数据分析表明：采用多层加筋时,路基土拱拱脚将上移至顶层加筋体附近,出现“双层土拱效应”现象;多层加筋垫层中顶层加筋体所分担的荷载最大,而底层加筋体所承担的荷载较小,各层格栅荷载分布不均匀;路基顶面沉降变形与底层挠度间关系可采用不计入剪胀特性的方法简化计算;底层加筋体挠度控制路基表面的沉降发展,而顶层加筋体由于荷载分担比例较大,对承载力起控制作用。在试验成果基础上提出多层加筋垫层的设计流程,并进行工程实例分析,可供实际工程参考。     

桩承加筋土复合地基试验及稳定研究

通过设计柔性荷载下桩承加筋土复合地基室内模型试验,研究了复合地基在极限柔性荷载作用下的相应沉降规律及桩土应力变化,并探讨分析加筋垫层对地基稳定性影响。试验结果表明:增大垫层厚度,复合地基沉降增大明显,桩身沉降增大,纯砂区沉降增大,不利于复合地基的稳定性;增加土工格栅的层数对于高厚度垫层的复合地基有明显的改善效果,复合地基的沉降减小,桩身沉降增大,纯砂区沉降减小,桩土应力比增大,有利于桩承加筋土复合地基的地基整体稳定性。     

“柔性基础”刚性桩复合地基试验分析与变形计算

为了建立路堤下刚性桩复合地基变形计算模型,通过对14组刚性4桩复合地基的现场试验结果的分析,研究柔性基础条件下刚性桩复合地基的工作性状。试验研究表明采用一定强度或刚度的加筋垫层配合合适的桩帽设置,可改善柔性基础条件下刚性桩复合地基的工作性状,有效减小复合地基变形。复合地基承载力相同时,"柔性基础"沉降量为刚性基础的1.1~1.5倍。在一定荷载或承载力条件下,垫层中不设加筋材料时"柔性基础"短桩复合地基变形接近加筋垫层天然地基。垫层加筋有帽桩复合地基变形明显小于其他情况。对"柔性基础"短桩复合地基,设桩帽、垫层加筋,桩土应力比与不加筋相比增加了1~3倍;对刚性基础长短桩复合地基,碎石垫层中加筋与不加筋相比,桩土应力比范围得到延伸,其中长桩桩土压力比增大明显。提出了"柔性基础"条件下刚性桩复合地基承载力确定,以及考虑桩"上刺入"的刚性桩复合地基变形计算方法。该方法采用力平衡方程计算桩身中性点位置,将复合土层变形计算分为中性点平面     

土工格栅加筋垫层的设计理论和方法

从土工格栅加筋垫层的作用机理出发,根据太沙基理论着重介绍了格栅加筋垫层承载力的两种计算方法,并提出考虑格栅垫层各向异性特性、垫层厚度和扩散角等因素影响的加筋垫层下竖向应力经验的计算公式,最后参照日本经验给出了土工格栅垫层厚度的设计方法。     

土工格栅加筋砂石垫层的施工

基础下采用土工格栅加筋砂石垫层，可使基础荷载通过垫层产生应力扩散，均化地基应力，减少不均匀沉降，约束地基的侧向变形，提高地基承载力和稳定性。该地基处理技术施工简单，无污染，适用性强，发展前景广阔。     

水泥搅拌桩复合地基垫层效应研究

深中通道为国内首次大规模采用深层水泥搅拌桩(DCM桩)处理沉管隧道地基的超级工程。由于碎石垫层+块石振密垫层+DCM桩复合地基的沉降变形规律尚不明确,为研究垫层效应对水泥搅拌桩复合地基沉降的影响规律,在现场荷载板试验的基础上,应用数值模拟的方法分析碎石垫层厚度、模量以及块石振密厚度对复合地基桩顶沉降和总沉降的影响。研究结果表明：在刚性基础下设置柔性垫层能使基础由“刚”变“柔”,垫层能调节桩、土所承担的荷载,使桩体承担的荷载变小,土体承担的荷载荷载变大,以致桩顶沉降减小,复合地基总沉降增大。随着垫层刚度的减小(厚度增大或者模量变小),其调节桩土所承担荷载的效果并不会一直变大,在复合地基承载力不变的同时,总沉降继续增大。从提高复合地基承载力和控制沉降考虑,结合工程实际情况,建议碎石垫层的厚度取0.4～0.8 m,模量取10～20 MPa,块石振密的厚度取0.7～1.1 m。     

刚性桩复合地基沉降的简化计算

以刚性桩复合地基应力场试验结果为基础,考虑负摩阻力的影响,将垫层视为弹性体来考虑垫层压缩和桩刺入对沉降的影响,分别应用Geddes解和Boussinesq解计算桩身荷载和桩间土荷载在地基中产生的竖向应力,得到刚性桩复合地基沉降的简化计算方法。     

加筋复合垫层的有限元分析

采用有限元模型分析了加筋垫层在不同加筋密度和加筋间距下，加筋地基的沉降与加筋垫层的应力扩散，并同试验的实测结果进行了比较，得出了基于有限元分析方法的相关结论。     

有纺土工织物加筋软土地基的模型试验和机理研究

1　引　　言 为了研究有纺土工织物加筋垫层处理软弱土地基对地基承载力、沉降变形及加筋地基中应力分布的实际效果 ,揭示有纺土工织物加筋垫层的加筋机理 ,观测加筋地基的变形规律 ,本文借助室内模型试验模拟实际工程软土地基上铺设有纺土工织物加筋砂垫层来处理地基 ,对实际工程具有可靠的参考价值。2　试验概述狭形模型槽如图 1,荷载板采用矩形承压板 ,因整个试验模型为半模 ,所以荷载板取半。为了掌握和了解地基中各点的位移、应变、应力的变化情况和规律 ,在地基中每隔 5ｃｍ的间距分别在纵向、横向共埋设了96个测点 ,每一点的位移变形用精度为± 6μｍ的读数显微镜测读[1] ,坐标读数显微镜用位移跟踪法测读     

基于MIDAS的复合地基加筋垫层的力学特性模拟分析研究

为优化复合地基加筋垫层设计,在处理吹填软土地基时提供理论依据,通过MIDAS有限元软件对加筋复合地基数值模拟,对复合地基加筋垫层的力学特性进行分析,并对加筋方案、加筋层数进行设计优化.结果表明,地基上部荷载较小(100kPa),加筋垫层作用不显著;上部荷载较大时(250kPa),复合土工格栅的作用发挥较充分,加筋层数成为影响桩土应力比的主要因素,为加筋垫层设计优化提供可靠的理论依据.最后,铺设2层复合土工格栅控制沉降变形较铺设1层的效果好,铺设3层则效果提升不大,综合经济和施工便利的因素,垫层中铺设2层复合土工格栅最优,加筋材料的优化层间距为3.3cm.     

桥头软基现浇筒桩处理现场试验分析

为研究现浇筒桩和土工格栅加筋碎石垫层组成的复合地基加固软弱路基的作用机理及效果,介绍了某高速公路桥头筒桩处理中进行的地表沉降、分层沉降、深层土体位移、孔隙水压力、桩土应力等项目的现场测试成果。结果发现:该处理方法具有经济合理,承载力高,沉降小等特点,为解决软土“桥头跳车”提供了一种经济、有效的手段;土工格栅可以很好地调节荷载分布,使荷载更多的向桩身集中;超静孔压不大,且有规律性,不影响沉降稳定性;地基侧向变形小,变形速率在时间和深度上都呈递减趋势。     

温州粮库水泥搅拌桩联合加筋垫层复合地基性状分析

基于温州典型软弱土地基上修建国家储备粮库的工程实践,结合现场监测结果,进行复合地基沉降常规方法和有限元数值计算,研究了加筋垫层对水泥搅拌桩地基沉降和桩土应力分担比的影响,分析了水泥搅拌桩联合加筋垫层加固软土地基性状。实践表明,采用本文方法较好地解决了大跨度粮库的地基沉降与不均匀沉降问题,可为相关工程提供借鉴。     

加筋形式对桩承式路堤工作性状影响的试验研究

对无加筋和采用不同加筋材料、加筋层数下桩承式路堤的工作性状进行了三维模型试验研究,侧重分析了桩土应力比、应力折减系数、填土中竖向应力分布、地基沉降等内容。结果表明加筋材料的设置有利于荷载向桩顶的转移,可有效减小沉降,但不同加筋形式下桩承式路堤的工作性状有所不同。使用单层或双层土工布时,路堤的荷载传递机理主要是填土的土拱效应和加筋材料的拉膜效应,但拉膜效应发挥相对较晚。使用双层格栅时,加筋材料与周围砂土形成半刚性平台。单层格栅的作用介于两者之间。试验结果与常规拉膜效应设计方法的对比表明,若假设荷载只由相邻桩间的加筋材料条带承担,计算的拉力将偏大,过于保守。     

格栅条带式加筋胎面挡土墙变形性能数值计算

采用土工格栅加筋的方法提高废旧轮胎挡墙的承载性能,促进废旧轮胎挡墙的推广应用,通过数值计算方法分析了不同墙顶荷载下有无土工格栅加筋的废旧轮胎挡墙的水平变形与竖向沉降反应特征,得出铺设土工格栅加筋的方法可显著减小墙体的水平变形和竖向沉降,提高废旧轮胎挡墙结构的承载能力,随着外荷载的增加,墙体变形模式依次呈凹凸微小变化型、“弯弓”型、“似弯弓”型和“鼓腮”型和直线型。考虑土工格栅的加筋长度、竖向加筋间距以及格栅加筋刚度3种因素对废旧轮胎+土工格栅加筋土挡墙的水平变形的影响,得出在废旧轮胎加筋土挡墙设计中,建议土工格栅的加筋长度选取范围为0.5H～0.7H,土工格栅竖向间距的选取范围为0.4 m~0.7 m,格栅刚度不宜大于5 000 kN/m。