高速鐵路中等軟基CFG樁復(fù)合地基加固機(jī)理的有限元分析.pdf

1、現(xiàn)代高速鐵路軟基處理大多數(shù)采用CFG樁進(jìn)行加固。有必要對影響沉降的主要因子以及CFG樁復(fù)合地基的工作機(jī)理進(jìn)行分析。本文首先對樁間土壓縮模量、樁長、樁間距、下臥層壓縮模量以及基礎(chǔ)壓縮模量等主要影響因子進(jìn)行數(shù)值模擬仿真分析。在此基礎(chǔ)上，以京滬高速鐵路中等軟基地段CFG樁復(fù)合地基為例，進(jìn)行現(xiàn)測試分析以及數(shù)值模擬仿真分析。 京滬高速鐵路DK190+100～DK190+300位于天津特大橋與青滄特大橋之間，李窯鋪軌基地左側(cè)，地形平坦，地勢

2、開闊，以填方通過，路堤填高為7.3m。所穿越的地質(zhì)條件多為粉土及粉質(zhì)黏土，由于高速鐵路對沉降的要求較高，軟基處理采用CFG樁加固。本文以此為主要研究對象，進(jìn)行了野外地質(zhì)調(diào)查、現(xiàn)場監(jiān)測、理論分析和二維PLAXIS有限元程序數(shù)值模擬和仿真研究等工作。通過對CFG樁復(fù)合地基施工的不同階段的應(yīng)力、沉降觀測和二維PLAXIS有限元數(shù)值模擬，探討了路基基底及路基頂面的沉降以及樁土應(yīng)力比的變化。并對“樁網(wǎng)”結(jié)構(gòu)、“帶帽樁網(wǎng)”結(jié)構(gòu)以及“鋼筋混凝土板”結(jié)

3、構(gòu)等幾種型式進(jìn)行數(shù)值模擬及對比分析。在以上監(jiān)測、計(jì)算和分析的基礎(chǔ)上，對CFG樁復(fù)合地基的施工過程和工后加載對沉降及其工作機(jī)理進(jìn)行了評價(jià)。 論文得出的成果和結(jié)論主要有： 綜合應(yīng)用現(xiàn)場監(jiān)測、有限元數(shù)值模擬和理論分析等方法，揭示了路堤荷載下CFG樁復(fù)合地基的荷載傳遞和沉降變形規(guī)律。 開展現(xiàn)場試驗(yàn)研究，通過現(xiàn)場監(jiān)測等手段對CFG樁加固效果進(jìn)行全面分析評價(jià)。結(jié)果表明CFG樁處理高速鐵路中等軟基是有效的、可靠的，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)

4、均滿足設(shè)計(jì)要求，其相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)和施工工藝對于其它類似工程建設(shè)具有指導(dǎo)和借鑒作用。 詳細(xì)分析了現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，研究路堤荷載作用下CFG樁復(fù)合地基的變形性狀。結(jié)果表明CFG樁能大幅度提高地基承載力，顯著減少地基沉降，樁土應(yīng)力比較大，樁身應(yīng)力集中現(xiàn)象明顯，樁體承擔(dān)大部分荷載。 通過對“樁板”結(jié)構(gòu)、“樁網(wǎng)”結(jié)構(gòu)以及“帶帽樁網(wǎng)”結(jié)構(gòu)的沉降及樁土應(yīng)力比的對比表明，“樁板”結(jié)構(gòu)控制沉降優(yōu)于其它兩種型式?！皫睒毒W(wǎng)” 結(jié)構(gòu)能夠更好