浅谈桩承土工合成材料加筋垫层复合地基作用机理数值分析

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1、长沙理工大学硕士学位论文桩承土工合成材料加筋垫层复合地基作用机理数值分析姓名：晏莉申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：阳军生20040510摘要桩承土工合成材料加筋垫层法是一种有效的软土地基加固方法，该法已经成功地在世界各地被用来解决许多岩土工程问题，但是其理论研究还明显地落后于工程实践。本论文利用基于有限差分法的数值分析软件FLAC，对采用深层搅拌桩的桩承土工合成材料加筋垫层复合地基建立二维平面应变模型，通过对复合地基变形和应力情况以及土工合成材料的拉力特征的分析，得出了复合地基的基本特性和作用机理。在进行模型参数分析之前，采用了芬兰的一个工程实例对数值分析模型进行校

2、验，最后得出的计算结果与实测结果的误差不到lO％，说明了该模型的可靠性。结合深层搅拌桩和土工合成材料各自的特性，建立了一个采用深层搅拌桩的桩承土‘丁合成材料加筋垫层复合地基的基本模型，通过数值分析得出该复合地基的基本特性。通过56种不同计算条件下的数值分析，研究了在五个影响因素，即：桩的弹性模量、软土的弹性模量、土工合成材料的拉伸刚度、桩净间距和土工合成材料铺设层数的影响下复合地基的应力和变形行为。讨论了各因素对路堤顶面和底部的最大沉降和差异沉降值、介于桩和软土之间的应力分布与传递、土工合成材料L拉力的分布的影响。另外，综合考虑了加入土工合成材料对路堤顶面最大沉降值和最大差异

3、值以及路堤坡脚侧向位移的影响，还考虑了桩与软土弹性模量之比对应力分担比的影响，并且结合分析结果对复合地基的设计提出了几点建议。关键词：深层搅拌桩土工合成材料复合地基加筋垫层软土地基AbstractGeosynthetic··reinforcedandpile—-supported(GRPS)earthplatformhasbeenemergedasaneffectivealternativesuccessfullyadoptedworldwidetosolvemanygeotechnicalproblems，however，itstheoreticalresearchisap

4、parentlyfarbehindengineeringpractice．UsingnumericalsoftwareFLACbasedonfinitedifferencemethod，atwo—dimensionalplanestrainmodelforgeosynthetic--reinforcedandpile--supportedearthplatformcompositefoundationwhichuseddeep—mixedpilewasestablished．Fromanalyzingitsdeformation，stressandtensionforceof

5、geosynthetics，thebasiccharacteristicsandfunctionmechanismcouldbefound．Priortoparametricstudies，thenumericalmodelwasverifiedusinganengineeringcaseinFinland．Thefinalresultsaccordedwithfieldtestfairlywellandtheerrorwerelessthan10％，whichshowthereliabilityofproposednumericalmodel．Combiningwithth

6、eeachpropertyofdeep—mixedpileandgeosynthetics，abasicmodelforgeosynthetic—reinforcedandpile—supportedearthplatformcompositefoundationwhichuseddeep—mixedpilewasbuiltandthebasiccharacteristicsofcompositefoundationwerediscussedOnthebaseofnumericalresults．Fromnumericalanalysisunderfifty—sixkinds

7、ofdifferentcalculatingcondition，thestressanddeformationbehaviorsofcompositefoundationwereinvestigatedundertheinfluencefactorsoftheelasticmodulusofdeep—mixedpile，theelasticmodulusofsoftsoil，thetensilestiffnessofgeosynthetics，thespacingofpilesandthelayernu