岸邊軟土區(qū)碎石樁復(fù)合地基受力變形特性分析

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1、學(xué)校代號(hào)10532學(xué)號(hào)S12011014分類(lèi)號(hào)TU473????密級(jí)公開(kāi)碩士學(xué)位論文岸邊軟土區(qū)碎石樁復(fù)合地基受力變形特性分析學(xué)位申請(qǐng)人姓名王純子培養(yǎng)單位土木工程學(xué)院導(dǎo)師姓名及職稱(chēng)陳昌富教授學(xué)科專(zhuān)業(yè)巖土工程研究方向復(fù)合地基論文提交日期2015年5月19日學(xué)校代號(hào)：10532學(xué)號(hào)：S12011014密級(jí)：公開(kāi)湖南大學(xué)碩士學(xué)位論文岸邊軟土區(qū)碎石樁復(fù)合地基受力變形特性分析國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51278186）學(xué)位申請(qǐng)人姓名：王純子導(dǎo)師姓名及職稱(chēng)：陳昌富教授培養(yǎng)單位：土木工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)：土木工程論文提交日期：2015

2、年5月19日論文答辯日期：2015年5月22日答辯委員會(huì)主席：趙明華教授StressanddeformationcharacteristicsanalysisforgravelpilecompositefoundationinshorebyWANGChunziB.E.(ShaoyangUniversity)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinCivilEngine

3、eringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorCHENChangfuMay,2015湖南大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在巧師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均己在文中明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。＂作者簽名：日期：ｗｒ年ｋ月＼日學(xué)位

4、論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)湖南大學(xué)可Ｗ將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可レッ采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于１、保密□，在年解密后適用本授權(quán)書(shū)。２、不保密因。＂＂（請(qǐng)?jiān)冢咨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打Ｖ）作者簽名：寺日期年月日守師簽名：日期年＾月日岸邊軟土區(qū)碎石樁復(fù)合地基受力變形特性分析摘要

5、在內(nèi)陸和西部地區(qū)修筑公路和鐵路，常遇到江河、湖泊、沼澤、山谷等大量岸邊軟土地基，表現(xiàn)為成因復(fù)雜、均勻性差、工程性質(zhì)差異大，導(dǎo)致工程實(shí)踐中面臨著地基沉降不均勻，穩(wěn)定性差，以及工后沉降大等問(wèn)題。碎石樁加固技術(shù)因其造價(jià)低廉、便于取材、施工工藝簡(jiǎn)單、加固效果理想等特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)其受力變形特性分析進(jìn)行了比較深入的研究和探討，也提出了一系列行之有效的方法，但是在工程實(shí)踐中還存在著較多的問(wèn)題和不足，有待于進(jìn)一步的完善和發(fā)展。首先，本文針對(duì)軟土區(qū)頂部加箍碎石樁復(fù)合地基，根據(jù)理論上較為嚴(yán)密的極限分析上限法，通過(guò)構(gòu)建協(xié)調(diào)的

6、速度場(chǎng)，綜合考慮土重和加箍段樁側(cè)摩阻力等因素的影響，基于能量平衡原理推導(dǎo)出了單樁極限承載力遞推計(jì)算公式。并在此基礎(chǔ)上，利用隨機(jī)優(yōu)化搜索方法搜索出臨界滑裂面，從而獲得更為合理、嚴(yán)密的頂部加箍碎石樁極限承載力計(jì)算方法。最后，結(jié)合典型的工程實(shí)例進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證和參數(shù)分析，結(jié)果表明：本文結(jié)果與實(shí)測(cè)值、既有方法計(jì)算值相比相對(duì)誤差在5.4%范圍內(nèi)，最優(yōu)頂部加箍深度約為樁體半徑的8倍。其次，在深入研究柔性基礎(chǔ)下加箍碎石樁復(fù)合地基變形力學(xué)機(jī)理的基礎(chǔ)上，針對(duì)岸邊軟土區(qū)工程實(shí)踐中出現(xiàn)的全長(zhǎng)加箍碎石樁復(fù)合地基，分析其破壞模式，探討其沉

7、降和側(cè)向變形量計(jì)算方法。以微段單元為分析基礎(chǔ)，考慮樁土相對(duì)滑移特性以及樁周土體徑向變形（即鼓脹）的影響，根據(jù)加箍碎石樁體-土變形協(xié)調(diào)，利用彈性力學(xué)空間問(wèn)題引入拉普位移函數(shù)，推導(dǎo)出全長(zhǎng)加箍碎石樁復(fù)合地基沉降以及側(cè)向鼓脹計(jì)算公式。以期完善加箍碎石樁復(fù)合地基沉降分析方法，以及為按沉降控制的復(fù)合地基優(yōu)化設(shè)計(jì)提供計(jì)算依據(jù)。最后，基于正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)理論設(shè)計(jì)數(shù)值模擬試驗(yàn)方案，在ANSYS構(gòu)建的三3D維網(wǎng)格模型基礎(chǔ)上，通過(guò)FLAC模擬計(jì)算分析，獲得岸邊軟土區(qū)碎石樁復(fù)合地基沉降特性、影響加固效果的主要因素及影響規(guī)律，并由極差、方差

8、分析量化各因素的影響權(quán)重。研究表明復(fù)合地基中各影響因素對(duì)最大沉降值的影響程度存在差異，其中軟土層壓縮模量、路堤下中點(diǎn)軟土厚度、泊松比具有極顯著的影響。同時(shí)通過(guò)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的回歸分析，得到了影響因素下復(fù)合地基的沉降計(jì)算式。此外，下臥硬層傾斜影響著最大沉降值位置點(diǎn)，沉降變形曲線不再按對(duì)稱(chēng)分布，須引起工程實(shí)踐重視。關(guān)鍵詞：碎石樁；受力變形；岸邊軟土；下臥傾斜硬層；數(shù)值模擬；正交設(shè)計(jì)II碩士學(xué)位