桩-网复合地基中土拱效应研究

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1、桩-网复合地基中土拱效应研究摘要：以我国某沿海铁路软土地基处理工程为依托，用模型试验的方法研究了桩-网复合地基的桩土相互作用规律。通过桩土应力比、桩土荷载分担比随荷载的变化规律，验证了土拱效应的存在及其随荷载的变化规律，为软土地基中桩网复合地基的优化设计提供了参考依据。关键词：桩-网复合地基桩土应力比桩土荷载分担比土拱效应Studyofsoilarchingeffectofgeogrid-reinforcedandpile-supportedembankmentWANGLONG1，LONGXiu-jun2(1.ChinaRailwayEngineeringCo

2、nsultantsGroupCo.,Ltd.,Jinan250022,China2.ChinaRailwaySIYUANSurveyandDesignGroupCo.,Ltd.,Wuhan430063,China)Abstract:Inthisdissertation,basedonsoftsoilfoundationtreatmentofacoastalrailway，Interactioncharacteristicsbetweenpileandsoilongeogrid-reinforcedandpile-supportedembankmentweres

3、tudied.Accordingtothethechangelawofpile-soilstressratioandandpile-soilload6share，soilarchingeffectanditschangelawwiththeloadabovewereverified,whichprovidetheoreticalreferenceforoptimizationengineeringdesignonsoftsoilfoundation.Keywords:geogrid-reinforcedandpile-supportedembankment;p

4、ile-soilstressratio;pile-soilloadshare;soilarchingeffect中图分类号：TU47文献标识码：A文章编号：前言我国幅员辽阔，软土分布范围广大，特别是在沿海地区，软土大面积发育。为了保证上部构筑物的稳定性，必须对软土地基进行处理。近年来，桩-网复合地基正在成为软土地区建筑工程中普遍采用的一种地基处理方式，对这种新型地基处理方式的作用机理及效果，已进行了大量研究，并取得了一定成果[1-6]，但是对桩网复合地基中的桩土相互作用规律的研究还有待深入。本文基于我国沿海地区某软土地基上的新建铁路地基处理工程，用模型试验的方

5、法研究桩-网复合地基中的土拱效应。1工程概况6工程位于广东省潮州市，地表水网稻田发育。地表为第四系冲洪积相、海陆交互相成因淤泥及淤泥质粉质黏土、淤泥质砂，厚度约为10～32m，其下为第四系上更新统冲积层的粉质黏土、粉土、中细砂、粗砂、细圆砾土，总厚度30～60m。软土层主要为淤泥、淤泥质黏土、淤泥质砂层。本模型试验原型地层分布特征如图1所示。可见，该断面软土地层主要为淤泥和黏土，层厚分别约为15m、10m，埋深5～30m，属于深厚层软土。现场采用PHC管桩对地基进行加固处理，管桩埋深约25m，桩间距2.5m；桩顶设置正方形桩帽；其上设置0.6m厚碎石垫层夹两层

6、双向土工格栅。图1现场地层分布特征2试验概况模型中，采用聚丙烯PP-R冷水管（以下简称PP-R管）模拟管桩；选用普通杉木作为桩帽材料；选用聚乙烯四宗单层网来模拟土工格栅，采用常见的细角砾石来作为褥垫层材料；采用普通中砂来模拟路堤填料。模型中所用的地基土取自现场，为扰动样，物理力学性质与原型土层存在一定差异，模型试验中通过加水、搅拌、压实等操作保证了重度、含水量与原型相同。本模型试验相似比为20，利用模型的对称性，在模型左右两边设置了不同桩间距进行对比试验。本次模型试验选取了对应于现场的2.5m桩间距和比较用的3m桩间距，对应于模型中的桩间距为2.5/20=0.

7、125m及3/20=0.15m。3数据分析6两种桩间距下桩土应力比随荷载的变化情况分别如图2、图3所示；两种桩间距下桩土荷载分担比随荷载的变化情况分别如图4、图5所示。图2小桩间距下桩土应力比变化曲线图3大桩间距下桩土应力比变化曲线图4小桩间距下桩土荷载分担比变化曲线图5大桩间距下桩土荷载分担比变化曲线从图2～图5可以看出：随着路堤填土荷载的增加，小桩间距下桩土应力比从最初的9逐渐增大到最终稳定的20，桩土荷载分担比从最初的79%逐渐增大到最终稳定的88%；而大桩间距下桩土应力比从最初的15逐渐增大到最终稳定的45，桩土荷载分担比从最初的81%逐渐增大到最终稳

8、定的92%。且桩土应力比和桩土荷载分担