地震作用下碎石桩复合地基的变形研究

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1、北京交通大学硕士学位论文地震作用下碎石桩复合地基的变形研究姓名：贾晋成申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：张鸿儒20090701中文摘要摘要：天然地基在强烈地震作用下不能满足抗震要求时，需要通过人工加固地基达到抗震的要求。碎石桩复合地基在防治饱和砂土液化的机理方面有针对性作用，因此碎石桩复合地基成为处理可液化砂土地基的首选工程手段。但是迄今为止，碎石桩复合地基抗液化效果研究主要集中在强度方面，从抗震安全性角度来看，还应该包括变形问题，因此本文主要开展了地震作用下碎石桩复合地基地震液化特性以及变形研究，其中主要内容包括：(1)分析比较天然砂土地基受循环荷载和E1Centr

2、o地震波后地震响应影响。(2)分析碎石桩复合地基受不同地震波波幅，碎石桩参数(包括：桩间距、桩径、渗透系数)变化情况下，碎石桩复合地基不同深度桩间土超孔压变化以及竖向变形特点。(3)分析在E1Centro地震波作用下碎石桩地基不同附载条件情况下，碎石桩复合地基地震期间不同深度桩间土超孔压比变化和变形特征。(4)进行不同工况条件下震后固结沉降变形对比分析。通过对碎石桩加固复合地基地震液化特性以及变形问题进行系统的理论研究，得出以下重要结论：(1)在地震作用下，碎石桩提高地基抗液化性能的效果十分明显，可以有效降低由于地震所导致的土变形，碎石桩降低不同深度桩间土竖向变形的根本原因在

3、于碎石桩的挤密作用和减小了桩间土受到的剪切力，以及有效的排水作用，从而有效的抑制了地基土层的变形。(2)分析了复合地基中碎石桩的桩间距、桩直径、桩体渗透系数改良对碎石桩抗液化性能增长，减小超孔压比，以及桩间土单元竖向变形趋势减小起到了积极影响。(3)在地基承载力范围内，复合地基上部荷载越大，可以有效减小地基在地震动荷载作用下产生的超孔隙水压力，与碎石桩挤密作用有同等效果。但是，随着上部荷载的增大，地基发生液化其承载能力减小，因此在地震期间会产生较大的竖向沉降变形。(4)通过分析复合地基震后孔压消散引起的竖向沉降，得出地震振幅对震后沉降影响较明显，振幅越大沉降越大；碎石桩参数对

4、震后沉降有着密切的影响，证明了合理布局碎石桩以及在施工中应尽量减少泥土杂质对碎石桩抗震效果的影响；上部附加荷载越大复合地基中超孔隙水压力越小，由此造成震后沉降减小。关键词：碎石桩复合地基；液化；超孔压比；竖向变形ABSTRACTArtificialreinforcedfoundationwouldbeputintopractice，whennaturalfoundationCallnotsatisfyaseismatierequirementsunderintenseearthquakeaction．Stonecolumncompositefoundationisspecif

5、icallyeffectiveinprotectingsaturatedsandsfromliquefying，whichmakesitthefirstchoicetotreatliquifiablesandfoundations．Sofar,theresearchconcerningtheanti-liquefactioneffectofthestonecolumncompositefoundationmainlyfocusesonthestrength．However,asfarasthesafetyofanti—earthquakeisconcerned，theprob

6、lemoftransformationshouldalsobetakenintoconsideration．Thepresentthesismainlyresearchestheliquefactionandtransformationofthestonecolumncompositefoundationundertheactionofearthquake，whichmainlyconsistsofthefollowingaspects：(1)Analyzeandcomparetherespondinginfluenceofnaturalsandfoundationsunde

7、rcyclicloadingandE1Centroearthquakewave．(2)Whilenumericalsimulatingstonecolumnscompositefoundationisexposedtovariousamplitudesofearthquake—waves，changeparametersofstonecolumns，includingcolumndistance，columndiameterandpermeationcoefficient，andcompareexces