碎石桩复合地基沉降分析

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1、东南大学硕士学位论文碎石桩复合地基沉降分析姓名：朱志铎申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：刘松玉;沈文德2001.8.1摘要碎石桩复合地基已广泛地应用于交通、土建等部门，但沉降计算方法还很不成熟?本文从碎石桩体的材料特性和路堤下复合地基的受力特点出发，对路堤荷载作用下碎石桩复合地基的沉降问题进行了研究。i形成碎石桩体的材料粒径较粗的碎石，粒间联结很小，其力学特性与其密度和侧压力有关，但以往多作为弹性材科看待。本文利用大型三轴试验和大型压缩试验研究了碎石材料的变形特点，根据试验结果总结了碎石料的变形规律．在一般工程应变条件下，碎石料三轴剪切试验的应力应变关系可用双曲线拟合体变曲线则接近于抛

2、物线；单向压缩试验的轴向应力和轴向应变符合幂函数曲线．+’根据碎石料的变形特点和路堤荷载下碎石桩复台地基的受力特性，本文将碎石桩复合地基概化为纵向上均质、横向上非均质的平面应变受力体，以能量原理为基础，推导了桩土单元均质化等效的弹性矩阵。考虑土体变形的非线弹性特征和碎石桩体的剪胀性，推导了有限元方法的计算公式，编制了相应的计算程序，并将其运用于连徐高速公路徐州段路堤填土荷载下碎石桩复合地基的沉降分析。文中还讨论了碎石桩的桩长和平面上的加固范围对复合地基沉降的影响，以及工程上常用的复合模量法，当量层法可靠性．f研究结果表明，对路基延长方向的桩土单元进行均质化处理，而横截面方向仍按桩，土分别处理，

3、可大大减少计算工作量，且能保证计算精度；复合地基的加固宽度与荷载宽度之比以1．2为宜，超过该比值，对减，j、沉阵的不明显：复合地基的有效桩长是客观存在的，对于具体工程可通过有限元分析确定其有限桩长，从控制沉降的角度来说，设计桩长应不超过有效桩长；当量层法的计算结果与有侧向约束是有限元计算较为接近．，’。关键词碎石桩复合地基沉降变形规律均质位有限元法AbstraetTheextensiveliteratureshowthatthecalculationmethodsforthesettlementofthecompositefoondationwithstonecolumnsarestilino

4、tweltconsidered，thoughtheyareappliedtothecommunEcationandcivilengineeringverywidely．Forthisreason，itischosenfortheresearchtopicofthemaSterdegree’sthesis—First，thedeformationpropertiesofthestonearestudiedbythelargescaletriaxialsheartestsandaxialcompressiontests，thelawsaboutthestonealeinducedaccording

5、tothetestrasultS：therelationshi口betweenthedeviatorthestressandaxialstrainisclosepahyperbolaandthereIalionshiDbetweenthevolumestrainandtheaxialstrainissimilartoaparabolaforthetri&xialsheartests；therelationshipbetweentheaxialstressandtheaxialstrainareneartoaPow。‘functioncurvefortheaxialcompressiontest

6、s．Basedonthedeformationcharacteristicsofstonecolumnsandtheforcedcharacteristicsofthecomnositefoundationundertheloadofembankmentfill，thecompositefoundationwithstonecoIL【mnsissummarizedintoaplanestrainforcedbodywhichishomogeneousattongitadinalsectionandinhomogeneousattransversesection．Theequivalentela

7、sticmatrixisdeducedfromthepointoftheenergy,thenonlinearpropertiesofsoilsandthedilatancyofthestonearealsoc。ns-deredAnniteelementmethod(FEM)programisdrawnupandisappliedtoanalyzethesettlementofthec。mposi