高速公路软基增强的Biot固结理论与复合地基非线性有限元分析

【摘要】：近年来，我国高速公路的建设发展很快，特别是沿海各省。但是由于我国沿海软土分布范围很广，软基的处理成了一个重要的问题。这是由于软土抗剪强度低，含水量大，压缩量大，路堤建成后不可避免产生不均匀沉降，影响路面平整度，这样在行车时会出现跳车现象，既不舒服，又影响安全。软土的处理有许多方法，如：砂垫层，堆载预压法，薄膜真空预压法，袋装砂井排水法，塑料排水板法，复合地基法。 复合地基是目前比较常用的，复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强或被置换或在天然地基中设置加筋材料，加固区是由基体（天然地基土体）和增强体两部分组成的人工地基。根据地基中增强体的设置方向可分为水平增强体复合地基和竖向增强体复合地基。复合地基的特点是非均质、各向异性体。在荷载作用下，基体和增强体两者共同承担荷载。 本文将有限元方法应用于复合地基的研究，编制了桩土共同作用及模拟施工过程及考虑土体二维比奥固结的有限元分析程序。利用该程序可以考虑施工逐级加载过程中，土体弹性模量和泊松比的变化及应力修正。可以考虑在荷载作用下土体的瞬时沉降和主固结沉降。还可以考虑桩土之间的相互作用，在桩土之间设置接触面来模拟土与桩体的相互作用。通过有限元计算，分析了复合地基桩土工作性状，分析了桩的刚度，长度，桩距对地基沉降及超孔隙水压力的影响，并根据复合地基中桩的受力特点，提出合理的桩的布置方式，在满足高速公路路面沉降要求的前提下，节省工程投资，加快建设进度。

【学位授予单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：U416.1