浅谈砼芯水泥土搅拌桩单桩沉降和复合地基荷载作用机理研究

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1、中南大学硕士学位论文砼芯水泥土搅拌桩单桩沉降和复合地基荷载作用机理研究姓名：吴汉波申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：王星华20080526硕士学位论文摘要砼芯水泥土搅拌桩是在水泥土搅拌桩中即时插入预制钢筋混凝土芯而形成的一种新型复合材料桩。目前，在该桩承载力机理试验研究方面已较为成熟。但关于砼：邕=水泥土搅拌桩沉降计算和复合地基荷载作用机理方面尚缺乏研究。本文在大量桩基研究成果的基础上应用桩一土作用理论和有限元仿真分析的方法，对砼芯水泥土搅拌桩单桩沉降和砼芯水泥土搅拌桩复合地基工作机理进行了深入地分析和探讨，取得了如下主要成果和结论：1．

2、建立了适合砼芯水泥土搅拌桩桩一土共同作用研究的力学模型，提出了砼芯水泥土搅拌桩荷载一沉降关系的解析分析方法。根据砼芯水泥土搅拌桩荷载一沉降关系的微分方程，建立数值分析模型，通过计算得到了砼芯水泥土搅拌桩的荷载一沉降关系曲线。2．运用改进的剪切位移法、弹性理论法、荷载传递法分别计算砼芯水泥土搅拌桩单桩沉降，并结合工程算例，比较了这几种方法的工程适用性。3．运用有限元数值仿真分析的方法，分析了荷载变化时，砼芯水泥土搅拌桩单桩桩顶内芯和外芯的荷载分担情况、以及内芯桩侧桩端荷载传递比例的变化规律。4．分析了砼芯水泥土搅拌桩单桩沉降影响因素变化时，桩顶沉降

3、的变化规律，并对一些设计参数提出了有益意见；比较了不同荷载作用下，水泥土搅拌桩、混凝土桩和砼芯水泥土搅拌桩的桩侧摩阻力、桩顶沉降的变化特征，得出了砼芯水泥土搅拌桩承载力最高、沉降最小的结论。5．分析了砼芯水泥土搅拌桩复合地基的荷载作用机理，特别是荷载、芯桩面积、芯桩长度、褥垫层厚度和模量变化时，复合地基的P-S曲线、桩顶位置的应力分布、桩身内外芯竖向应力及桩侧摩阻力的变化规律。关键词砼芯水泥土搅拌桩，有限元分析，沉降，复合地基，褥垫层硕士学位论文ABSTRACTABSTRACTConcrete-coredDCM(DeepCementMixing)

4、pileisanewmaterialpilewhichisformedbyinsertingprecastreinforcedconcretecorepromptlyintothecement—soilmixingpile．Atpresent，theinvestigationonthebearingcapacitymechanismofthispilehasbeenmature，buttheresearchonthesettlementcalculationoftheConcrete-coredDCMpileandtheworkingmechan

5、ismofthecompositefoundationbearingcapacityisrelativelyinsufficient．Basedonagreatdealofachievementsonpilefoundation，thispaperpresentsadeepanalysisanddiscussiononthesingleConcrete—coredDCMpilesettlementandtheworkingmechanismoftheConcrete—coredDCMpilecompositefoundationbyapplyin

6、gthepile-soilinteractiontheoryandthefiniteelementsimulationanalysismethod．Mainachievementsareconcludedasfollows：1．Toestablishamechanicsmodelwhichadaptstothepile—soilinteractionontheConcrete—coreDCMpile，toputforwardtheanalyticmethodsoftransferanalysisonConcrete-coredDCMpileasw

7、ell．Accordingtothepre—establisheddifferentialequation，theiterativeanalyticalmethodisestablished．Furthermore，theloads—settlementcurveofConcrete—coredDCMpileisobtainedbymeansofiterativeanalyticalmethod．2．TocalculatethesettlementofsingleConcrete—coredDCMpilebyapplyingtheimproved

8、Shear-Deformationmethod，elastictheorymethodandtheloads—transferringm