路堤荷载下带帽桩—网复合地基作用机理研究

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1、东南大学硕士学位论文路堤荷载下带帽桩—网复合地基作用机理研究姓名：刘天福申请学位级别：硕士专业：土木工程指导教师：潘卫东20090430摘要路堤荷载下带帽桩一网复合地基作用机理研究硕士研究生：刘天福指导教师：潘卫东副教授东南大学土木工程学院带帽桩一网复合地基自一十tH=纪八十年代在国外开始应用于高速公路地基处理以来，在公路、铁路客运专线地基处理中得到越来越多的应用。与其他复合地基技术相比，带帽桩一嘲复合地基具有路堤总沉降和工后沉降值小，经济性好和能缩短施工工期的优点。但由于对该复合地基的作_I{j机理缺乏深刻的理解，对衙载传递规律、桩十应力比、桩土

2、相互作用、桩侧摩阻力的分布及路基沉降基本问题的实质并没有公认的令人信服的解释，到目前为止，国内外还没有公认合理的设计计算方法。因此有必要对带帽桩一网复合地基的作用机理做深入研究，使得对该复合地基的设计趋于理性而不是建立在设计与施工人员有限的经验之上。本文针对上述问题，从现场试验、理论研究、数值模拟等方面对带帽桩一网复合地基的荷载传递规律和沉降计算进行了初步的研究和探讨，主要研究内容如下：l、系统总结路堤荷载下带帽桩一网复合地基作用机理和作用特点，分析其适用性及主要影响因素如桩帽、垫层、桩间距、路堤填土性质等对其作用机理的影响。2、充分考虑路堤荷载的

3、特殊性和加筋垫层中土工材料对荷载分配的影响，对带帽桩一网复合地基荷载传递规律做初步的研究和探讨。并结合路堤填土土拱效应和加筋垫层拉膜效应得出桩土应力比表达式，通过实例验证其合理性及主要因素对其的影响：结合带帽桩一网复合地基桩帽设置和桩士接触特性，通过力学分析得出桩侧摩阻力的计算表达式。全面介绍路堤沉降的特点，根据经典沉降计算理论，结合桩帽设置对桩帽F土体和桩间土体沉降影响的巨大差异，系统分析了复合地基加同K和下卧层总沉降和工后沉降计算方法，并结合路基自身沉降特点，着重利用薄板理论得出加固区工后沉降的计算方法。运用有限元分析软件ABAQUS对带帽桩一

4、网复合地基的承载和沉降机理基本算例进行数值模拟，得出带帽桩一网复合地基沉降变形规律、桩侧摩阻力和桩身轴力分布规律和桩土应力分布特征，并对影响复合地基变形和力学特性的主要因素桩帽尺寸、垫层性质、桩体参数和土体特性进行了建模分析。5、运用沉降控制设计思想和疏桩理论，系统而全面的介绍了带帽桩一网复合地基的设计步骤、设计方法、检测方法。关键词：带帽桩一网复合地基桩土应力比摩阻力工后沉降ABAQUS沉降控制设计疏桩IABSTRACTResearchOnBehaviorOfPile·-NetCompositeFoundationWithCapUnderTheR

5、oadEmbankmentLoadingSpecialty：GeotechnicalEngineeringGraduatestudent：LIUTianfuSupervisor：AssociateProf．PANWei·dongDepartmentofCivilEngineering：SoutheastUniversityPile-NetCompositeFoundationwithcapbegantobeusedonthehighwaysincetheeightiesinthetwentiethcentury，mostrecentlyitismo

6、reandmoreusedatthefoundationpassengerdedicatedrailway．Comparedwithothercompositefoundationtechnology,Pile-NetCompositeFoundationwithcaphassmallvalueoftotalembankmentsettlementandResidualsettlement，agoodeconomicandcouldshortentheconstructionperiod．Therefore，Itisusedinthehighway

7、andtherailwaymoreandmore．However,Thereisnocompellingsystemaboutthemechanismofloadtransferlaws，pile—soilstressratio，pile-soilinteraction，pileskinfrictionandthebasicessenceofroad’Ssettlement．Soinordertomakethedesignofthecompositefoundationtendtoareasonablesystemratherthanbuildon

8、limitedexperiment,itisnecessarytOStudybehaviorofTheCompositeF