循环荷载作用下水泥土桩—土复合体性状研究

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1、北京交通大学硕士学位论文循环荷载作用下水泥土桩—土复合体性状研究姓名：谢剑申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：侯永峰20050201摘要在高速公路、铁路与机场跑道建设中，经常需要面对各种软弱地基，必须进行地基处理。近年来，随着地基处理技术的普及、提高和发展，各类复合地基在这些工程当中得到了愈来愈多的应用。其中水泥土桩一土复合体是最常用的’类。本文在充分查阅并借鉴大量既有成果基础上，通过室内动三轴试验，对循环荷载作用下水泥土桩一士复合体的变形性状、阻尼比和回弹模量进行分析研究，总结出循环荷载作用下水泥土桩一土复合体的变形与孔压发

2、展特点和规律，本文讨论的水泥土桩～土复合体中水泥土的水泥掺和比分别为10％和20％，主要进行以下几方面的研究：分析循环应力比对应变的影响，研究围压对应变的影响，研究水泥土桩一土复合体置换率对应变的影响，研究加载周数对应变的影响，研究复合地基的回弹模量与阻尼比在循环荷载作用下的发展规律，从而为公路、铁路、机场跑道等工程的工后沉降计算提供一定的理论依据。通过对水泥掺入量为10％和20％的水泥土一士复合体试样进行的应力控制式的循环三轴试验研究发现，随着循环应力比的不断增加，土体产生的应变和孔压也相应增加，并且当循环应力比较大时，复合土体在

3、较少的加荷周数情况下就发生破坏。试验结果表明，循环荷载作用下复合土体存在临界循环应力比。临界循环应力比随复合土体的置换率增加而增加，但其增加速率逐渐减小。通过对循环荷载作用下复合土体孔压的研究发现，对应力控制的循环荷载，复合土体存在门槛循环应力比，当循环应力比低于此值时，则认为复合土体中没有孔压产生。门槛循环应力比随着复合土体的置换率增加而增进，单其增加速率逐渐减小。对应于一定的循环应力比，土体产生的应变随加载周数的增加而增加。随着围压的不断增加，在相同的循环应力比情况下复合七体产生的应变和孔压不断减小。随着罱换率的不断增加，在相同

4、的循环应力比情况下复合土体产生的应变不断减小，两孔压有～定程度增加。通过模型试验发现，水泥含量低的桩的强度是复合士强度的控制条件，复合土阻尼比和回弹模量的特性规律很大程度上取决于水泥土桩在循环荷载下的特性。通过对循环荷载作用下复合土体的研究发现，对应于·一定的循环应力比，在围压相同的情况F复合土体的动阻尼比随加载周数的增加而减小，回弹模量随加载周数的增加而增加，但随加载次数增加即动应变的增大回弹模量变化的效应渐趋减弱，动应变增大到一定值时，回弹模量随围压的改变并不明显。随着循环应力比的不断增加，复合土体的动阻尼比也相应增加，并且当循

5、环应力比较大时，复合土体在较少的加荷周数情况下就发生破坏，阻尼比先减小继丽迅速增大。回弹模量随循环应力比的增加即动应力水平的增大而减小。复合土体在循环荷载作用下，对于相同的加荷周数，阻尼比随着围压的增加而减小，回弹模量随周围压力的提高而增大，但随加载周数的增加，围压的影响越来越弱。复合土体的动阻尼比在相同的循环应力比情况下随着置换率的增加而减小，回弹模量随着置换率的增加而增大。关键字：循环荷载，复合土，软粘土，性状AbstractItiSinevitabletobuildhighwaysandhighbuildingsintheSO

6、ftclayareas．However,softclayhastheengineeringproperties：highvoidratio，highnaturalwatercontent，greatersensitivity,hi曲compressibility,andlowstrength．SofoundationimprovementisnecessarywhenconstructionWOrkjSdoneinthesoftclayareas．CementmixedpileforthecompositefcIundationiS

7、theusualapproachadoptedinimprovingthefoundationinsoftdays．ItiSofgreatsignificancetostudythepropertiesofcompositefoundationundercyclicloadingbecausetheloadingOilthespeedway,runwayofairdromeandrailway‘arenotstatic．ThepurposeofthisresearchiStomakesomeanalysisbytestaboutth

8、epropertiesofcompositefoundationundercyclicloading．Inordertostudytheproperties，asefiesoftestswereconductedunderthesam