復(fù)合地基墊層變形協(xié)調(diào)工作機制與性能評價.pdf

1、墊層變形及應(yīng)力協(xié)調(diào)是復(fù)合地基工作的核心問題。為了探究復(fù)合地基墊層的工作機理，本文采用課題組自制的多陷阱門模型試驗箱裝置，選用兩種不同粒徑的砂料進行了6組模型試驗。采用DEM離散單元法對試驗進行數(shù)值模擬，對模型試驗結(jié)果進行驗證。選取上部荷載P、墊層厚度H、樁間凈距(s-a)、樁體寬度a4個因素，進行了4個不同水平下的數(shù)值正交試驗，對復(fù)合地基墊層演化模式及樁土應(yīng)力比變化規(guī)律進行探討，并對基礎(chǔ)底板反作用進行了統(tǒng)計。嘗試提出墊層變形協(xié)調(diào)指標，對

2、墊層的變形協(xié)調(diào)能力進行評價。通過模型試驗與DEM數(shù)值模擬試驗分析，獲得的主要成果如下：
　?。?）通過運用PIV技術(shù)對復(fù)合地基墊層顆粒進行監(jiān)測，揭示了不同樁間活動擋板下沉量下的墊層顆粒位移等值線圖。試驗位移圖揭示出墊層顆粒位移存在三種模式。當(dāng)墊層厚度較小時，樁頂顆粒位移較小；隨著墊層厚度增加，三角形的滑移面出現(xiàn)并隨樁間土下沉產(chǎn)生擴展，樁頂出現(xiàn)倒楔體區(qū)域；墊層厚度較高時，三角形滑移面不再擴展而在滑移面頂部出現(xiàn)等沉面；
　?。?

3、）由模型試驗樁土應(yīng)力比曲線可以看出，活動擋板未移動時，樁頂與樁間受力均勻；活動擋板一旦下移，樁土應(yīng)力比在較小的下移量下迅速上升達到峰值；
　?。?）采用2D DEM對模型試驗進行數(shù)值模擬，通過與模型試驗進行對照，DEM離散單元法與模型試驗結(jié)果能夠很好的吻合，驗證了數(shù)值模擬與細觀參數(shù)取值的合理性；
　?。?）采用4因素4個水平正交數(shù)值試驗對復(fù)合地基墊層進行模擬。得到的3種墊層變形演化形態(tài)與模型試驗基本相同：三角滑移面演化模式、

4、等沉面模式以及架空模式。三角滑移面演化模式的樁頂之間形成了完整的力鏈橋，等沉面模式樁頂之間、樁頂與樁間土之間形成力鏈網(wǎng)絡(luò)，架空模式荷載直接通過樁頂墊層顆粒傳遞，將基礎(chǔ)底板架空；
　?。?）對墊層變形協(xié)調(diào)能力提出了兩個評價指標，即墊層總體積變化率V和墊層顆粒體積變化率V1。將墊層體積變化率與樁間土下沉量曲線的斜率K作為墊層變形協(xié)調(diào)能力判別值，對于平面應(yīng)變條件，當(dāng)K處于[0.105，0.214]區(qū)間，可認為復(fù)合地基墊層變形協(xié)調(diào)能力良好