基于土拱效應的樁承式路堤承載特性及其變形計算方法研究.pdf

1、我國高速公路、鐵路建設迅猛發(fā)展，建設過程中經常會遭遇大面積軟土問題，而樁承式路堤作為一種有效適應于該類不良地基的構筑物形式得到普遍應用，同時也引起了學術界的廣泛關注，然而樁承式路堤工作機理和應力應變特性非常復雜。在進行土拱效應分析時，主要研究以下幾個關鍵問題：樁土應力比、樁土差異沉降以及基于土拱效應的樁承式路堤設計方法。
　　已有研究提出了不同的土拱模型及相應的計算方法，然而他們對土拱效應的研究主要集中不同的設計參數(shù)對其發(fā)揮程度的

2、影響，忽略了樁土差異沉降對土拱效應的影響。曹衛(wèi)平、劉漢龍等人分別通過室內模型試驗以及數(shù)值模擬分析驗證了樁土差異沉降與土拱效應發(fā)揮程度密切相關。但是，對于樁土應力比與樁土差異沉降的關系仍然缺乏具體的理論研究。
　　針對這一狀況，本文假定等沉面高度，從而判定土拱效應的完整程度。其次，將路堤-樁-樁間土作為整體分析，并基于樁承式路堤的變形協(xié)調，提出“樁體向
　　上刺入路堤的體積等于土拱區(qū)體積的壓縮量”的假設，結合路堤靜力平衡和土拱

3、拱腳處土體的極限狀態(tài)，推導出樁土應力比以及樁土差異沉降的計算公式。接著，對該方法所得結果進行了驗證，并分析了樁土面積置換率、填土高度、填土內摩擦角對土拱效應發(fā)揮程度以及樁土應力比的影響。
　　為了進一步驗證理論的合理性，采用數(shù)值模擬軟件ABAQUS建立二維分析模型，通過對模型結果的應力應變場分析得到等沉面的高度，即1.4倍樁帽凈距，驗證了等沉面高度的假設。然后，分別改變樁承式路堤設計參數(shù)，得到路堤高度、填土性質、樁間距對樁土應力比