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《吉林大学》 2004年
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散体材料桩复合地基理论在电力工程中的应用研究

王中平  
【摘要】:复合地基的概念最早出现在1962年,是由于砂桩等散粒材料桩的应用和研究而提出,伴随各种新型地基处理形式的工程实践和理论研究,复合地基概念所涵盖的内容也得到很大的扩充和发展,已经从无粘结的散体材料桩复合地基拓展到具有一定粘结强度的各种水泥土桩等柔性材料桩复合地基和高强度的刚性桩复合地基。复合地基概念的发展与大量的地基处理工程实践是相适应的。电力工程建设,特别是发电工程建设项目的自身技术特点对建(构)筑物地基提出了较高的要求,火力发电厂工程的单机容量已经从上个世纪八十年代的200MW为主发展到目前600MW为主,单机容量800MW的机组已经有建成投产的项目(绥中发电厂),单机容量1000MW的工程目前已经在建设之中(上海外高桥电厂,浙江华能玉环电厂),加之我国幅员辽阔,各类灾害性地质问题经常出现,特殊性岩土分布广泛,在电力工程建设中不可避免会遭遇这些不利条件和问题,因此绝大多数电力工程建设项目都会遇到各种地基处理的课题。由于电力工程的重要性,当遇到软弱地基时,许多工程的主要建(构)筑物大多选择采用各类桩基(钢筋混凝土方桩、大直径混凝土灌注桩、高强度预应力混凝土 吉林大学博士学位论文散体材料桩复合地基理论在电力工程中的应用研究 管桩、钢管桩、日型钢桩),工程的造价也随之提高,因此对于较为经 济的地基处理方法的研究与应用具有十分现实的意义,许多工程都开 展了这方面的有益实践,并取得了较好的成果。散体材料桩复合地基 在电力工程中的大规模应用己经具有二十年左右的历史,积累了很多 的工程经验,由于散体材料桩复合地基理论体系还很不完善,尚处于 不断的发展之中,在工程应用中也存在许多问题有待研究,因此有必 要对于电力工程中散体材料桩复合地基理论的应用情况进行研究和总 结,其结果必将对以后工程具有借鉴和指导意义。本文对散体材料桩 复合地基的加固机理、承载能力、沉降计算、消除地震液化功效等理 论问题进行了系统的分析,对现有的计算和分析方法进行了详细的研 究。在此基础之上,结合电力工程的技术特点和散体材料桩复合地基 的应用经验,提出了电力工程中散体材料桩复合地基的设计指导原则, 并结合工程实例进行理论计算与现场试验研究,计算分析结果与现场 试验取得较好的一致性,工程应用结果也取得较好经济效益。 文章中的主要成果和结论如下: 本文首先系统的回顾了散体材料桩复合地基理论的发展历程,并 在此基础之上对散体材料桩复合地基的荷载传递特点和破坏方式进行 了系统分析和探讨,明确了散体材料桩复合地基的主要可能破坏方式。 散体材料桩复合地基的承载能力是散体材料桩复合地基设计中的 核心问题之一。本文对现行散体材料桩的单桩、桩间土和复合地基承 载力的计算方法进行了深入讨论。在单桩极限承载力计算方法中,对 Brauns(1 978)计算式、圆筒形孔扩张理论计算式、WOng H.Y(1975) 计算式、Hughes和Withers(1974)计算式、被动土压力法作了详细 的分析,探讨了这些计算方法的原理和使用上的局限性;在桩间土承 载力计算方式的探讨中,文章提出了实际工程中桩间土承载力的合力 吉林大学博士学位论文散体材料桩复合地基理论在电力工程中的应用研究 取值方式;在复合地基承载力计算方式的讨论中,对面积比叠加的方 法、稳定分析方法、南京水利科学研究院经验公式、盛崇文的计算式 作了分析,最后对工程中复合地基承载力计算方法中的影响因素进行 了分析,提出了电力工程中复合地基承载力确定方式的指导原则。 与散体材料桩复合地基承载力计算理论相比较,散体材料桩复合 地基沉降的计算理论的发展更加不成熟,现行的计算方法对于加固区 主要有:复合模量法(Ecs法)·应力修正法(E:法)、桩身压缩量法(E; 法);对于下卧层主要有:压力扩散法、等效实体法、改进Geddes法。 文章对目前常用的复合地基承载力沉降计算方法进行了全面的分析和 讨论,评价了这些方法的适用性和局限性。 在电力工程中,散体材料桩复合地基常用作消除地震液化的有力 手段,文章首先对地震液化的发生机理、影响地震液化的重要因素和 地震液化的分析方法进行了理论上的回顾和分析,然后对散体材料桩 复合地基的抗地震液化机理进行了讨论,并重点对几种常用的复合地 基消除地震液化的评价方法作了评价。 不同工程结构的技术特点决定了其对地基要求的差异,文章对电 力工程,特别是火力发电厂工程主要建(构)筑物的技术特点作了系 统的分析与归纳,包括结构形式、荷载特征、沉降敏感性等。在此基 础上结合前面对于散体材料桩复合地基理论的系统分析和探讨,提出 了散体材料桩复合地基在电力工程应用中应遵循的技术原则。 文章通过定州电厂的工程应用实例,分析了在大容量电厂中散体 材料桩复合地基的应用效果,经过振冲碎石桩加固处理之后,地基承 载力大幅度提高,建(构)筑物沉降显著降低,实际的工程沉降观测 结果也验证了复合地基应用的有效性。与对比处理方案相比较,采用 振冲碎石桩复合地基节约费用800余万元。该工程项目开创了大容量 吉林大学博士学位论文散体材料桩复合地基理
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TU473.1

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【引证文献】
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【参考文献】
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【同被引文献】
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